Коррелятор

Союз Советскик

Социиалистическнк

Республик

О П И С А Н И Е (iu894733

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 220480 (2! ) 2927259/18-24 (5! )М. Кл.

С аб а 7119 с присоединением заявки М3еоударстееииый комитет

СССР (2З)Приоритетоо делом изобретеиий и открытий

Опубликовано 30.1 281 . Бюллетень Юэ 48

Дата опубликования описания 30.1281 (53у УДК б81.333 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.В.Антонов, В.А. Васиовиов и В.В Гуеевии,.-:-:: о ({7I) Заявитель (4) КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для передачи дискретной информации и в измерительных приборах, в которых необходимо вычислить свертку сигнала с опорным напряжением, имеющим форму меандра.

Известен коррелятор, который содержит аналоговые ключи (прерыватели), управляемые прямоугольным сигналом, и интегратор на операционном усилителе. При этом на входы аналоговых ключей подается симметричный входной сигнал, а на управляющие входы управляющий сигнал подается противофазно, интегратор собран на операционном усилителе 1 1.

Точность коррелятора уменьшается при необходимости работы от источника сигналов с несимметричным выходом.

Наиболее близок к предлагаемому коррелятор, который содержит операционный усилитель, между входом и выходом которого включен интегрирую. щий конденсатор, и аналоговые ключи, образующие два прерывателя, сигнал на входы этих прерывателей подается симметрично, управление прерывателями осуществляется противофазно (21.

Основные погрешности известного коррелятора определяются степенью симметричности входного сигнала, для выполнения этого требования необходимо использовать либо трансформаторы, что является нетехнологичным, либо операционные усилители, что усложняет схему, увеличивает потребление энергии и ограничивает рабочую полосу частот, и степенью идентичности коэффициентов передачи прерывателей как в открытом, так и закрытом состоянии, выполнение этого тре20 бования накладывает существенные ограничения на используемые элементы и значения номиналов резисторов в интеграторе.

894733

Для уменьшения влияния прерыателя в открытом состоянии сле,ует увеличивать сопротивление резистора в интеграторе, что приводит к увеличению вредного-влияния .входных токов операционного усилителя.

Все эти обстоятельства приводят к уменьшению точности и динамического диапазона особенно при необходимости работы от несимметричного источника сигнала.

Цель изобретения - упрощение схемы коррелятора.

Для достижения поставленной цели в коррелятор, содержащий переключатель, вход которого является первым входом коррелятора, и операционный, усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен конденсатор, введены два масштабных резистора и параллельно соединенные резистор и конденсатор, первая общая точка которых обьединена со входом резистивного делителя и является ,вторым входом коррелятора,. а втораясоединена с инвертирующим входом операционного усилителя, который соединен с шиной нулевого потенциала через первый масштабный резистор и с выходом переключателя через второй масштабный резистор, второй выход переключателя соединен с шиной нулевого потенциала.

Таким образом, предлагаемое устройство содержит только один аналоговый ключ, управляемый источником опорного напряжения с несимметричным выходом, причем источник сигнала также должен иметь несимметричный выход.Эти особенности коррелятора позволяют отказаться от дополнительных симметрирующих устройств и снижают требования, связанные с идентичностью характеристик ключей, что позволяет увеличить точность и динамический диапазон при работе от несимметричности источника сигналов.

На чертеже приведена функциональная схема коррелятора.

Несимметричный источник 1 сигнала через резистивный делитель напряжения, образованный масштабными резисторами 2 и 3, соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 4 и через параллельное соединение конденсатора 5 и резистора 6с инвертирующим входом этого операционного усилителя. Между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя включен интегрирующий конденсатор 7.

Между инвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала включены первый масштабный резистор 8 и последовательно соединенные .второй масштабный резистор 9 и ключ 10.

На управляющий вход аналогового ключа подается. управляющее напряже ние от источника 11 опорного напряжения.

Можно показать,что операция свертки сигнала ОВ (t) с опорным меандровым напряжением u ä (й) сводится к интегрированию U>> (t), причем интегралу должен быть присвоен знак, совпадающий со знаком опорного напряжения на интервале интегрирования.

Операторная передаточная функция предлагаемого коррелятора Т(р), определяемая как отношение изображения по Лапласу выходного напряжения

U„ty,(ð) к изображению входного напряжения 0в (р), имеет вид

0 (p)g (pc Ф с 9, +3 )-(Рс ic )(c wq )

PC> (Q + ) 40

G =G+— э Gx

G%+G к (2) где Gtt - проводимость ключа.

Если выполняется условие

45 с 0 с (3) то (1) переходит в

Я Са -6,6, 9 (4) Рассмотрим ев выполнения один из частных случа(4) с =с =с

G,=G =G, Я тогда

Т(Р)= „ В - 5

2 (6) зо где G и С - соответственно проводимости резисторов и емкости.конденсаторов; индексы соответствуют позициям чертежа.

G — эквивалентная проводимость двухполюсника, образованного резисторами

6 и 8 с ключом 10.

Очевидно, что э в 9

9 8Подставив (7) в (3), получаем значения передаточной функции для открытого Т (Р) и закрытого T>(P) ключей т (р)=—

+G 9 о рС 2 т (р)= — - †-*вЂ

3 рС 2 (8) При выполнении условия

Г9= 2(66 -С ), (9) соотношение (5) переходят в (7) Т (р) =—

1 G G рС 2 Т (р) =-—

1 Gá - 3

3 рС 2 (10) Переходя от передаточных функций (10) к мгновенным значениям выходных напряжений, получаем и и (t) = NJu> (1:) d1: где

G6 Ge

2С

Заметим, что проводимость ключа меняется в зависимости от управляющего напряжения и, конечно, меняется эквивалентная проводимость. Приняв проводимость открытого ключа равной бесконечности, а закрытого — нулю, получаем эквивалентные проводимости для открытого G и закрытого G

Эо 91 ключей

894733

Ь

Таким образом, предлагаемое устройство интегрирует входной сигнал со знаком, определяемым опорным напряжением, которое управляет положением ключа. Предлагаемый коррелятор значительно проще известных, не требует противофазного опорного напряжения и может работать от источника сигнала с несимметричным выходом, 10 что позволяет поднять точность выполнения операции свертки.

Формула изобретения

l5

Коррелятор, содержащий переключатель, вход которого является первым входом коррелятора, и операционный усилитель, между инвертирующим вхо.дом и выходом которого включен конденсатор, отличающийся

20 тем, что, с целью упрощения, в.него введен резистивный делитель напряже" ния, два масштабных резистора и параллельно соединенные резистор и

И второй конденсатор первый общий

7 выход которых объединен со входом резистивного делителя и является вторым входом вьррелятора, а второй— соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, который соеди50 нен с шинои нулевого потенциала через первый масштабный резистор и с первым выходом переключателя через второй масштабный резистор, второй выход переключателя соединен с шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США и 3992.6 1.7, кл.G 06 G 7/19, опублик. 1977. 0 2. Авторское свидетельство СССР

< 371582, кл. G 06 F 15/336, 1971 (прототип).

894733

Составитель 8. Жовинский ,Редактор Л. Пчелинская Техред 8. Фанта Коррелятор Н. Стец

Заказ 11491/79 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4