Патент ссср 415671

иот <+

415 67I

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социвлистнчееких

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 11 IV.1972 (№ 1771931/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.ll 1974. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 20Х1.1974

М, Кл. G 06g 7/22

Гасударственный камнтет

Савета й1нннстрав СССР на делам изобретений и аткрытнл

УДК 681.142.8(088.8) Автор изобретения

И. В. Герасимов

Заявитель

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) ФУНКЦИОНЛЛЬНЬ1Й ПРЕОБРЛЗОВЛТЕЛЬ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в преобразователях координат.

Известны функциональные преобразователи, содержащие уравновешенный мост, каждое плечо которого выполнено в виде последовательной цепи, состоящей из ключа и резистора, одна диагональ моста подключена к источнику постоянного напряжения, а другая диагональ моста подключена ко входам усилителя, которые соединены через усредцяющие конденсаторы с шиной нулевого потенциала, и широтно-импульсный модулятор, подключенный к выходу усилителя.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены цепь, содержащая последовательно включенные дополнительный ключ и резистор, которая включена параллельно первому .плечу моста между одним из входов усилителя и шиной пулевого потенциала; две схемы «ИЛИ», входы первой из которых соединены соответственно с первым и вторым входами преобразователя, а выход которой подключен к управляющим входам второго и третьего ключей, установленных B противолежащих плечах моста, и к одному из входов второй схемы «ИЛИ», другой вход когорой соединен с выходом пшротно-импульсного модулятора, причем выход второй схемы

«ИЛИ» соединен с выходом преобразователя и управляющим входом первого ключа; две схемы «И», входы первой из которых подключены параллельно входам первой схемы

«ИЛИ», а выход первой схемы «И» связан с управляющим входом дополнительного ключа; первый вход второй схемы «И» соединен с выходом преобразователя, а выход второй схемы «И» подключен к управляющему входу четвертого клю а, и схема «НЕ», включенная

10 между выходом первой схемы «И» и вторым входом второй схемы «И».

Это позволит повысить точность преобразования.

Блок-схема устройства приведена на чер15 теже.

Устройство содержит уравновешенный мост, каждое плечо которого выполнено в виде последовательной цепи, состоящей из ключа (1, 2, 3, 4) и резистора (5, 6, ", 8); одна диа20 гопаль моста подключена к источнику постоянного напряжения 9, а другая диагональ моста подключена ко входам усилителя 10, которые соединены через усредняющие конденсаторы 11, 12 с шиной нулевого потенциала;

2б и широтно-импульсный модулятор 13, подключенный к выходу усилителя 10; дополнительную последовательную цепь, содержащую дополнительный ключ 14 и резистор 15, которая включена Il:lð0.lëñëьно первому плечу моста

30 меж.р о пп1м пз вхо loB 1 снлитсля 10 и шпион гд е

6 ;) 0 (min (8„0,), 3 нулевого потенциала; две схемы «ИЛИ» 16, 17, две схемы «И» 18, 19 и схему «НЕ» 20.

Схема работает следующим образом, Предложенный функциональный преобразователь не обладает методической ошибкой и является специализированным устройством, реализующим математическую зависимость вида:

e — min ((),,O,) max (О, o..) гпах(8ь Иг) 8+ т!П(01 !Чг) Это выражение описывает решение задачи и"„хождения модуля,чвумерного вектора 0 по его декартовым координа ам 0! и Ог в неявном виде. При этом:

8 = ) (mill (8„8,)1 + (max („6,)1 .

Заметим, что соотношение (1) является модификацией выражений:

Ьг г " + 1 и — --- -- — — — — . (2)

О-Е, 8

81 4- г

Эта модификация позволяет путем п.":еде ния логических операций выделения птах(Оь 02) и mi!I(0!, О ) исключить неопределенность решения уравнения (2) относительно О при Ог = G, 6 + 0 и

01 — — О, 0 + О соответственно.

Форма записи решения задачи няхождсщьн модуля двумерного вектора в виде (1) оп, еделяет структуру функционалы;сгo преобразователя нà ocIIQBe мостовой схемы. Возможность построения чисто элсктроннсй мос: свой время-импульсной схемь1 создастся благо,;зря использованию импульсно-управляемой пр»водимости (последовательное соединение электронного аналогового однополюсного клю ча и постоянной оммической прсгс,чимос; зашунтированное усредняющей емкостью) .

На входы схемы «ИЛИ» 17 и схемы «И» 18 поступают синхронизированные по псрсдне лу фронту широтно-модулированные периоди,сские последовательности прямоуголы1ых импульсов. Схема «И» 18 служит дчя вl,,, o,;lollè! импульсной последовательности с минимя.чьной из поступающих на ее входы относительных длительностей mi!T (0;, О ), а схема

«ИЛИ» 17 — максимальной max(0!, О.). С;ема «ИЛИ» 16, введенная в цепь отработ::и результата, предназначена для выделения максимальной из относительных длительностей, поступающих на ее входы. На один из них поступает поток широтно-модулированных прямоугольных импульсов с выхода широтпоимпульсного модулятора 13 (автоматический подбор О по петле обратной связи), а lla другой — входная импульсная последовяте чьность с относительной длительностью, равнои

max(0I, 02). Введение этой схемы позволяет исключить неопределенность ситуации в период подбора выходной величины, при которой: что принципиально недопустимо при выполнении операции:

H — min ((= „8,) 5 (моделирование числителя дроби в левой части выражения (1). Кроме того при нулевом начальном положении широт.,о-импульсного модулятора 13 схема «ИЛИ» 16 обеспечивает более быструю отработку по петле обратной

И связи, пропуская на выход устройства последовательность прямоугс.чьпых импульсов с относительной длительностью, равной

-пах (Оь Ог), 15 что определяет первое приолижепие для выходной величигня О.

Схема «НЕ» 20 выполняет функцию фазоинвертирующего каскада, ф«рмируя импульс;-.й поток с относительной д.чительностыо, рав20 ной 1 — min(0!, 0>). Схема «И» 19 преднaçнячена для выпс. пения операции вычитания

Π— — ппп(Оь 0,). Для этого необходимо предусмотреть синхронизя .. !o широтно-импульсного модулятора 13 по псрсднем, ф спту

25 1вхочных последователы.остей. Сфор.. ировянные последовательности пря,o . ".oël íûõ широтно-модулирсi янных импульс в поступ"-|от на управление соответсчву;ощи.:и электроннымии ключами 1, 2, 3, 4 и.:пульснс-уп">авл"е30 мых проводимостей в плечах моста. Импул|-.спо-управляемая проводимость сбеспс".."вяcт пропорциональность значения проводимости !!леча моста соотве|ству|ощсй с" н«си-..-:.ь »н длптельнос- и. Значение проводимости пле .а

55 моста, выполненного в гнче параллельного соединения двух импульсно-управляемых проводимостей, пропорциона ni l!o сумме относительных длительностей Я и гп!и (8, О;). поступа ощих на управление ключ«м l, дополни40 тельным ключом 14 этих проводи.. остей. Усредняюп пе конденсаторы 11 и 12 служат,чля фильтрации периодических напряжений, появляющихся при работе переменных проводимостей. Благодаря им:!a в.;о;!Т! усилителя 10

4 поступатст только iiocTcn!!i!ûå составляющие (средние значения) напряжений, а высшее гармоники подавляются.

Итак, функциснировя1п е схемы можно описать следующим образом. Для постоянны . составляющих напряжений U,. и Уа, справедливы следующие выражения:

Е (0 — min (>T, Tiг))

U, =л>

g, (H — min (й,, О,)) + д.-,пах (0,, сг)

55 Е max (-I!Ä - .,)

gp max (iTT -,) + gs > + д.дmin (ГЭ1, Ь г) g — значения проводимостей резисторов

5,6,7,8 и 15;

Š— значение напряжения источника постоянного напр-. æåíèn 9.

Разность напряжений U, и U„-÷åðåç усилитель 10 воздействует на широтно-импульсный

65 модулятор 13, ко.орый подбирает выходную

4!5671

Уа — (.1б = О, 8 — min (3,, 1.,) гпах (0,, C- )

max (1,, Од) 0 + m1n (я, .,) Предмет изобретения

Составитель Ю. Козлов

Тсхред.Л. Камышин ко"-а

Корректор В. Брыксииа

Редактор Б. Нанкина

Заказ 1402i17 1Лзд. № 1277 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 величину схемы так, чтобы мост оказался уравновешенным. Условие равновесия моста имеет вид: ÐH йа=ят = яз = яз = "ш я1в имеет место требуемое моделирующее выражение (11:

Функциональный преобразователь, содержащий уравновешенный мост, каждое плечо которого выполнено в виде последовательной цепи, состоящей из ключа и резистора, одна диагональ моста подключена к источнику постоянного напряжения, а другая диагональ моста подключена ко входам усилителя, которые соединены через усредняющие конденсаторы с шиной нулевого потенциала, и широтно-импульсный модулятор, подключенный к выходу усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены цепь, содержащая последовательно включенные дополнительный ключ и резистор, которая включена параллельно первому плечу моста между одним из входов усилителя и шиной нулевого потенциала, две cхемы «ИЛИ», входы первой из которы. соединены соответственно с первым и вторым входами преобразователя, а выход ко10 торой подключен к управляющим входам второго и третьего ключей, установленных в противолежащих плечах моста, и к одному из входов второй схемы «ИЛИ», другой вход которой соединен с выходом широтно-импульс15 ного модулятора, причем выход второй схемы «ИЛИ» соединен с выходом преобразователя и управляющим входом первого ключа, две схемы «И». входы первой из которых подключены параллельно входам первой схемы

20 «ИЛИ», а выход первой схемы «И» связан с управляющим входом дополнительного кл|оча, первый в од второй схемы «И» соединен с выходом преобразователя, а выход второй схемы «И» подключен к управляющему входу

2. ".åòâåðòîãî ключа, и схема «НЕ», включенная между выходом первой схемы «И» и вторым входом второй схемы «И».