I всггсо'эзнля i дискретно-аналоговый интегратор]|]дтг[{т! л :'тк;^;г v-^:^

3706!4

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТО РСат,ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватскиа

Социалистическиа

Респурлив

Зависимое от авт. свидетельства №,Ч. Кл. G 06@ 7/18

Заявлено 14.XI I.1970 (№ 1496752/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15Л1.1973. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 24.IV.1973

Комитет по делам изаоретекий и отирытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.332(088.8) Автор изобретения

Г. М. Хаиндрава

3 аявитель

Тбилисский научно-исследовательский институт приборостроения и средств автоматизации

ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЙ ИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано как в электронных вычислительных машинах, так и в различных устройствах автоматики для осуществления операции долговременного интегрирования входной информации, представленной в виде непериодической, знакопеременной функции.

Известен дискретно-аналоговый интегратор, построенный на базе интегрирующего усилителя с переключающимися конденсаторами в цепи обратной связи. Однако, с его помощью возможно осуществление интегрирования только положительного входного сигнала; невозможно выполнение долговременного интегрирования отрицательной и непериодической, знакопеременной функции, что сужает область его применения, кроме того, ему свойственна низкая точность интегрирования.

С целью расширения области применения, повышения точности интегрирования только положительного или только отрицательного и непериодического, знакопеременного сигнала, предлагается дискретно-аналоговый интегратор, собранный на элементах дискретной и аналоговой вычислительной техники.

Сущность предлагаемого изобретения состоHT в том, что интегрирование непериодической знакопеременной функции производится алгебраическим суммированием сигналов одновременно двух видов — дискретного и аналогового. В результате существенно повышается точность интегрирования и уменьшаются габариты запоминаютц< то блока.

5 На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Она состоит из интегрирующего усилителя

1 с двумя накопительными конденсаторами С и демпферирующим конденсатором Со, вклю10 ченными в цепь обратной связи, а также электронными ключами 2, с помощью которых производится переключение и разряд конденсаторов С. С помощью конденсатора Со производится сглаживание всплеска напряжения на

15 выходе интегрирующего усилителя во время переключения конденсаторов С.

Выход интегрирующего усилителя 1 через развязывающие диоды 8 подключен ко входу инвертора 4 и порогового устройства 5, а вы20 ход инвертора 4 через другие развязывающие диоды б подключен ко входу порогового устройства 5 и ко входу блока управления вентилями 7 логического устройства 8. К вентилям 9 и 9" логического устройства 8 подсое25 динен выход порогового устройства 5, также подключенный к счетному входу статического триггера 10 блока переключения 11.

С помощью перекидных контактов 12 электромагнитного реле релейного блока 18 выхо30 ды блока 7 связываются с управляющими вхо370614

3 дами вентилей 9 и 9", выходные цепи которых через другие перекидные контакты 14 того же релейного блока 18, связаны со входными цепями реверсивных двоичных счетчиков 15 и 15" (счетчики сохраняют информацию при аварийном выключении питающего напряжения), реверсивного запоминающего преобразователя дискретного сигнала в аналоговое напряжение 16. Выходные цепи статического триггера 10 через согласующие блоки 17 подключены к управляющим входам электронных ключей 2 интегрирующего усилителя 1, а выходные цепи цифро-аналоговых преобразователей 18 и 18" блоков 1б подсоединены ко входу сумматора 19, который дополнительно снабжен запоминающим конденсатором 20.

Ко входу сумматора 19 также подсоединен выход интегрирующего усилителя 1.

Работа дискретно-аналогового интегратора происходит следующим образом.

Напряжение на входе интегрируется с помощью интегрирующего усилителя 1 до пороговой величины, определяемой пороговым устройством 5. Поскольку входной сигнал представляет непериодическую, знакопеременную функцию времени, то на выходе интегрирующего усилителя может образоваться напряжение обеих полярностей, т. е. как плюс, так и минус. Пороговое устройство чувствительно только к. одному знаку входного напряжения (минусу) поэтому положительный сигнал с помощью инвертора 4 меняет знак и через развязывающие диоды б поступает на тот же вход порогового устройства 5 и на вход блока

7 управления вентилями 9 и 9".

Когда выходное напряжение интегрирующего усилителя 1 достигает пороговой величины, на выходе порогового устройства 5 появляется импульс, который с одной стороны воздействует на счетный вход статического триггера 10 и меняет его состояние на противоположное, в результате чего производится переключение

«работающего» конденсатора С на разряженный и цикл интегрирования повторяется с нулевым начальным условием.

В исходном состоянии перекидные контакты 12 и 14 релейного блока 18 удерживаются в состоянии а, которому соответствует «нулевое» состояние обеих или одного реверсивных двоичных счетчиков 15.

В случае отрицательной полярности выходного напряжения интегрирующего усилителя

1, что соответствует положительной полярности входного напряжения, на выходе инвертора 4, напряжение отсутствует; соответственно оно отсутствует и на входе блока 7. Следовательно, на вход порогового устройства 5 отрицательное выходное напряжение интегрирующего усилителя 1 поступает непосредственно через развязывающий диод 3.

При отсутствии отрицательного напряжения на входе блока 7 (следовательно на его вход действует «нулевое» входное напряжение), на

его выходе удерживаются два управляющих напряжения, (полярностью указанной в скоб5

Зо

45 ках на фиг. 1). Под действием этих напряжений вентиль 9" находится в отпертом состоянии, а 9 — в запертом (поскольку полупроводниковые вентили в данной схеме отпираются отрицательным управляющим напряжением, а положительным — запираются) .

Следовательно, импульс образованный на выходе порогового устройства 5 пройдет через вентиль 9", контакт 14 по шине сложения

«ШС» и запишется в реверсивном двоичном счетчике 15 реверсивного цифро-аналогового преобразователя 18 импульсы преобразуются в аналоговое напряжение отрицательной полярности.

Если на выходе интегрирующего усилителя

1 полярность нарастающего напряжения положительная, то на выходе блока 4 превращается — в отрицательное и воздействует как на вход порогового устройства 5, так и на блок управления вентилями 7. При подаче отрицательного напряжения на вход блока 7 на его выходах управляющие напряжения меняют полярность на противоположную. Следовательно, отопрется вентиль 9 и запрется

9". В этом случае импульсы с выхода порогового устройства 5 пройдет через вентиль 9 другой контакт 14 по шине сложения «ШС» реверсивного двоичного счетчика 15" и запишутся в нем. С помощью цифро-аналогового преобразователя 18" импульсы преобразуются в форму аналогового напряжения положительной полярности и подаются на вход сумматора 19.

Допустим в течение определенного периода на вход интегрирующего усилителя 1 действует напряжение положительной полярности, тогда импульсы, образованные на выходе порогового устройства 5 суммируются (накапливаются) в реверсивном двоичном счетчике 15 .

С выхода блока 18 импульсы, преобразованные в аналоговое напряжение отрицательной полярности, поступают на другой вход сумматора 19. На третий вход сумматора 19 с выхода интегрирующего усилителя 1 поступает переменная часть напряжения, которая складывается с напряжениями блоков 1б.

Интегральное значение некоторой, непериодической, знакопеременной функции напряжения, выра>кается алгебраической суммой с отдельных противополярных площадей, преобразованных в пропорциональное количество импульсов, складывание которых в дискретной форме осуществляется с помощью применения двух реверсивных, двоичных счетчиков 15 и

15", а аналоговая форма суммирования, осуществленная сумматором 19, позволяющим получить высокую точность результата долговременного интегрирования.

Кроме того, включением в цепь обратной связи выходного суммирующего усилителя 19, конденсатора 20 осуществляется достаточная инерционность сумматора, что необходимо для устранения скачков и разрывности процесса

370614

Составитель С. Белан

Редактор Е. Гончар

Техред Г. Дворина

Корректоры: Н. Луковцева и В. Петрова

Заказ 10! 1!6 Изд. М 275 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2 интегрирования, тем самым обеспечивая плавность изменения выходного напряжения.

Предмет изобретения

Дискретно-аналоговый интегратор, содержащий интегрирующий усилитель, выход которого через пороговый блок и блок переключения подключен к управляющему входу ключей, включечных в цепь обратной связи интегрирующего усилителя, сумматор, реверсивные счетчики, цифро-аналоговые преобразователи, диоды и реле, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, повышения точности интегрирования однополярного и знакопеременного сигналов, в него введены инвертор и логический блок, содержащий вентили и блок управления вентилями, причем вход инвертора через диод подключен к выходу интегрирующего усилителя, его выход через со5 ответствующие диоды соединен со входами порогового блока и блока управления вентилями, выход которого через контакты реле подключен к управляющим входам вентилей, включенных между выходами порогового бло10 ка и контактами реле, связанными со входами реверсивных счетчиков, выходы которых через цифро-аналоговые преобр азователи подключены к двум входам сумматора, третий вход которого соединен с выходом интегрирующего

15 усилителя.