Нелинейный преобразователь — SU 90269 (original) (raw)
/ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ А. А. фельдбаумЙНЫЙ ПРЕОБРЛЗОВАТЕЛ Е аявлено 28 февраля 1950 г. за 1 Ч 413331 в Гостсхннку Известные нелинейные преобразователи, основанные на применении время-импульсного метода и содержащие устройство для выработки функций от времени заданного вида, не обладают достаточной точностью и представляют собой сложные устройства.Предлагаемый нелинейный преобразователь отличается тем, что емкость, фиксирующая напряжение во времени с начала рабочего цикла до относительного времени, пропорциональна преобразуемому напряжению, подключена к источнику напряжения, вырабатывающему заданную функцию времени, а во вторую половину рабочего цикла напряжение с этой емкости через катодный каскад подается на выход, что обеспечивает пропорциональность среднего значения выходного напряжения требуемой функции от входной величины,В предлагаемых схемах известные задачи решаются новыми техническими средствами, обеспечивая большую степень точности и упрощение устройства. На фиг. 1 поясняется принцип устройства время-импульсного пре.образователя. Напряжение ст даваемое триггером Т 2, имеет пряма 1угольную форму и частоту, - (здесь Т - период, равный 1 - . 0,5.исвк),Напряжение С, поступающее на схему извне, представляет собойимпульсы(фиг. 1,б) причем расстояние импульса -. от начала периодапропорционально некоторому напряжению х. Если величина х можетбыть меньше нуля, то возможно устройство аналогичной схемы, .нос отсчетом - от середины периода, Кроме того, имеется триггер Ть срабатывающий при отпускании триггера Тг (т. е. когда кривая Ьт 2 делаетскачок книзу) и отпускающий в момент появления импульса СУп,. Напряжение С/ триггера Т, показано на фиг. 1, в.т,Если к нелинейному преобразователю подхо.1 ит напряжение 1(-. )периодическое, периода Т или 2 Т - любой фармы, то задача аппаратасостоит В преооразовании функции )(-, ) в )(х), т, е, в получении на Выходе напряжения, являющегося такой же по форме функцией входного напряжения х, что и функция )(-.). Пусть- ) имеет форму, показанную па фиг. 1,г. 1-1 а выходе необходимо получить значение )(-,); так как - .=С то Входное напр 5 жение п)здет ) (х), т.е. функция от х будет иметь туже форму, что и функция ), Придавая функции ) различные формы, можно получать и различную форму функциональной зависимости )(х).Аппарат работает следуощпм ооразом.На выходе одного из олоков имеется напряжение Ь (с 15 иг, 1, д ), копиру 5 огцес напряжение- )1 вплоть до момента. После этого момена напр 5 жение Ь . застывает В том положении, В каком его застал импльс (7 . 115 П 1)5 жение (/к ВноВВ начинает кОГиРОВать- -) лиВь тода, когда триггер Т срабатывает, т. с, и начале 3-го периода. Этс же картина повторяется зятем периодиески.Напряжение (/к проходит через электронный ключ на вьход. Электронный ключ управлялся триггером Т 2 и пропускает напряжение (/ пя Выход лишь тогда, когда триггер Т сработал, т, е. в течение четных периодов. Выходное напряжение Ьы показано на фиг. 1, е. Очевидно, что постоянная состявгяк)щая выходного напряжения пропорциональна ) (-.), т. е. )(Сх ),Схема о 5 Ного из иарантон предлагаемого устройства показана на фиг. 2. Триггер Т, управляется импульсом (7 поступающим извне (фиг. 1,6) и импульсом от триггера Т. Последний управляется от импульс-генератора Ь не показанного на схеме, При сраоатывании триггера Т, электронный ключ, состояц 5 й из двух двойных диодов Л и Лг, отпирается и как бы замыкает друг с другом точки А и В, в реву,ьтяте чеО напряжение- ) 1 попадает на сетку кятодного кясядя лампы Лз. Выходное напряжение (/к последнего через сопротивление Й и фильтр ЬС передается на выход, если второй электронный ключ на двойных диодах,7. и Л.; заперт. В первом периоде этот ключ отперт, вследствие чего ютепциалы точек Д и В примерно одинаковы, т, е. выход схемы заземляется.Ключ дио;ов 7 72 отперт В первом периоде лишь до момента. - когда триггер Т, отпускает и ключ Л, Л 2 запирается, Одновременно прекращается связь межд точками Л и В, но так кяк к сетке лампы Лз приключен конденсатор С то напря 5 кение на последнем в дальнейшем сохраняется, Вследствие чего застывает и напряжение (7. Во втором периоде срабатывает триггер Тг, лампы Ъ, 75 запираются и застывшее напряжение Гпроходит на выход (фиг. 1,е). Недостатком этой схемы является утечка напряжения с конденсатора С через диоды Лч Л,Усовершенствованная схема, изображенная на фиг. 3, в которой применено интегрирующее звено, построенное из усилителя К, сопротивлений )з, В и емкости Сь свободна от указанного недостатка, Однако наличие небольшой остаточной разности потенциалов между точками Д и В влияет на дополнительное изменение выходной величины 17 к интегрирующего звена. Впрочем эту разность потенциалов можно, корректируя, сделать такой; что она будет почти полностью уравновешивать сползание заряда конденсатора С и изменение /в почти прекратится.из вариантов схемы предлагаемого устройства также с при( м интегрирующего звена изображен на фиг. 4. В первой части ,а лампы Л отперты триггером Т, и потенциалы точек Д и Е при-.16 одинаковы. Следовательно, емкость С как бы шунтирует сопроление Рк дВОЙнОГО катоднОГО каскада диода Лк ПОкя кл 10 ч ламп Лз, Л заперт, потенциал точки М устанавливается с помоиц,ю- Ы усилителя К 2 на вход которого под,ано напряжение в- так, чтобы напряжение Ьк автоматически приравнивалось к ф, Когда триггер Т отпускает, ключ ламп .Ъ, г 7 отпирается, потенциал точки М становится равным потенциалу земли, но Ьк при этом не меняется, так как ключ лампы Л. запирается и конденсатор С через сопротивление Р оказывается вкл 1 оченным в схему интегрирующего звена с уси 11 ителе:л К, и сопротивлением Р;. Примерно берутся такие соотношения Р 1= легом, Р= 20 Яего,11. Следовательно, напряжение Ь 1, застывает и в четные периоды передается на выход схемы, тяк как в течение четных периодов ключ ламп .7.;7 заперт и потенциал точки р определяется значением Ьк,.Вариант схемы, служа 1 цей для получения любой требуемой функции 1), изображен ня фиг, 5,Схема позволяет получить от одного устройства несколько функций (1) одновременно и направить их в различные преобразователи.В основу схемы положена искусственная длинная линия, состояП 1 ая из цепочки индуктиВностей 1. и емкостеЙ С. Все индуктивности ОдинакОВы и Выполняются В Виде мале 1 ьких катушек с маГнетитОВыми сердечниками или секций одной катуц 1 ки. ),епочкя питается от генератора Г. К., дающего напряжение прямоугольной формы периода 2 Т. Волна 11 апряжения бежит Вдоль цепочки с конечной скоростью, Ооратно пропорциональной) 1.С, поэтому напряжение в точках цепочки, так /ке являюшееся прямоугольным, отстает от напряжения в начале ли нии на промежутки времени, пропорциональные номеру звена, считая от начала линии (фиг.б,а,б,в). Обратная волна по линии не прохо дит, так как на выходе цепочки подключено характеристическое сопроГтивление В-. -- ;. Каждая катГшка может быть снабжена дополни тельной небольшой обмоткой М, связывающей индуктивно соседние звенья друг с другом, что повышает крутизну нарастания фронта импульса в цепочке. К звеньям цепочки подключены высокоомные потенциометры Р Р 2. При достаточно малом характеристическом сопротивлении цепочки можно подключить параллельно в каждом звене (или через одно звено) до О потенциометров. С потенциометров Р, снимаются напряжения, устанавливаемые движками, и через переключатели П 1 подаются на суммирующие усилители Ки К 2 к На Выходе устройства получается сумма напряжений, снятых с потенциометров (фиг. б,г). Устанавливая рукоятки движков, можно получить любую желаемую функцию с тем большей точностью, чем больше число звеньеви движков. На практике достаточно 200 звеньев и 00 движков для задания функции с большой точностью.Если производная функция в каких-либо точках отрицательна, то в соответствующий момент необходимо прибавить отрицательную сту пенчатую функцию. Это достигается переключением соответствующего переключателя П, в положение минус. Тогда напряжение с движка потенциометра Р поступает на суммируюпИ 1 каскад К. через проме90269 жуточный инвертируюшии каскад Кк изменяющий знакна обратный и имеющий коэффициент усиления, равныйВыходной усилитель может быть не только суммии интегрирующим, если переключить Пз с сопротивленикость С. Тогда ступенчатая кривая (фиг. 6,г) будет проходного напряжения. Сама же кривая выходного напряженявляется значительно более пологой. Но ввиду неидеальнна самом деле ступенчатые кривые будут также иметь кклон и закругления, вследствие чего действительная кривавующая кривой фиг, 6, будет значительно более пологой,рая изооражена.На фиг.5 изображена вторая группа потенцирой через суммирующие звенья К 12 и К,2 втораяная от )(1), также подается на свои выходные кпочки практически можно снять до 10 различныхВследствие заметного затухания в цепочкев конце ее может быть в несколько раз меньше,это нежелательно, то можно вставить па серединеления,онечный ная, соответстем та, кото/2) от кото(1), отлич- С одной це.напряжения ачале. Если каскад усиометров функция леммы. функци волна чем в н цепочки редмет изобретени 1. Нелинейный преобразователь, основанный на применении время-импульсного метода, содержаший устройство для выработки функций от времени заданного вида, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что емкость,фиксирующая напряжение во времени с начала рабочего цикла до относительного времени, пропорциональна преобразуемому напряжению,подключена к источнику напряжения, вырабатывающему заданнуюфункцию времени, а во вторую половину рабочего цикла напряжениес этой емкости через катодный каскад подается на выход, что обеспечивает пропорциональность среднего значения выходного напряжениятребуемой функции от входной величины.2, Видоизменение нелинейного преобразователя по и. 1, о т л ия тем, что, с целью уменьшения погрешностей, фиксирожения во времени производится с помощью комбинациия и иитегрирующего звена,изменение нелинейного преобразовагеля по п.я тем, что емкость, фиксирующая напряжение ворвой части периода, заряжается выходным напрятодного каскада, а во второй части периода сос усилителем образует схему интегрирующего звена.4, Устройство для получения любой требуемой функции от времени для нелинейного преобразователя по п. 1, отл и ч а ющ ееся тем,что для формирования периодически повторяющихся напряжений требуемого вида применена искусственная линия с потенциометрами, подключенными к ее звеньям таким образом, что алгебраическая суммаснимаемых с ползунков потепциометров напряжений после прохождения суммирующего либо интегрирующего усилителя образует требуемую функцию.5, Видоизменение устройства для получения любой требуемойфункции от времени по п. 4, отл и ч а ющ е е с я тем, что для одновременного получения нескольких функций к каждому звену искусственной линии присоединено несколько потенциометров по числутребующихся функций, а для устранения затухания в состав цепочкивводится один или несколько усилителей напряжения. чаюшеес вание напря из усилител3. Видо ча юшеес в течение пе двойного ка отл и- времени жением вместно90269 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС ебельн едактор атырь, типография М 2 Министерства культуры Чувашской АССР. Г с рЪ нформационно-издательскнй отдел.бьем 0,68 п. л. Заказ 1054. Подп. к печ, 26/Пг.раж 250. Цена 1 руб,