SU1416974A1 - Scanning converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к усилительным устройствам с широтно-им- пульсным Преобразователем сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью ( 1 .изобретени   вл етс  повышение точности . Развертывающий преобразователь содержит разделительный трансформатор 1, первую и вторую входные шины 2 и 3, первый масштабный резистор 4, первый, второй и третий релейные элементы 5, 6 и 7, одновибра- тор 8, перемножитель 9, демодулирую- щий фш1ьтр 10, функциональный преобразователь 11с зоной нечувствительности , второй, третий и четвертый масштабные резисто1 л 12, 13 и 14, апериодический фильтр 15, ключ 16, шину нулевого потенциала 17, выход 18. .Развертывающий преобразователь работает в режиме автоколебаний, сйг нал подвергаетс  широтно-импульсному преобразованию. 4 ил. .. 3 cpi/s/The invention relates to amplifying devices with a Pulse Width Signal Converter and can be used in analog computers. The purpose (1 of the invention is to increase the accuracy. The spreading converter comprises an isolation transformer 1, the first and second input buses 2 and 3, the first large-scale resistor 4, the first, second and third relay elements 5, 6 and 7, the one-oscillator 8, the multiplier 9, demodulator flash 10, functional converter 11 with dead band, second, third and fourth large-scale resistors 12, 13 and 14, aperiodic filter 15, key 16, zero potential bus 17, output 18.. The expander converter works in the auto-mode The oscillation is subjected to pulse-width conversion 4 or 3 cpi / s /

Description

Изобретение относитс  к ус1-шитель- ным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.The invention relates to US1 devices with a pulse width conversion signal and can be used in analog computers.

Цель изобретени  - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.

На фиг.1 изображена функциональна  схема развертывающего преобразовател ; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов; на фиг.З - характеристика Вход-выход ; на фиг.4 - статические характеристики релейных элементов .Figure 1 shows the functional diagram of the scan converter; figure 2 - timing charts of signals; on fig.Z - characteristic input-output; figure 4 - static characteristics of the relay elements.

Преобразователь содержит разделительный трансформатор 1, первую 2 и вторую 3 входные шины, первый масштабный резистор 4, первьш 5, второй 6 и третий 7 релейные элементы, од- новибратор 8, перемножитель 9, демо- дулирующий фильтр 10, функциональный преобразователь 11 с зоной нечувствительности , второй 12, третий 13 и четвертый 14 масштабные резисторы, .апериодический фильтр 15, ключ 16, шину 17 нулевого потенциала и выход 18.The converter contains an isolation transformer 1, the first 2 and the second 3 input buses, the first large-scale resistor 4, the first 5, the second 6 and the third 7 relay elements, the one-oscillator 8, the multiplier 9, the demodulation filter 10, the functional converter 11 with the dead zone , the second 12, the third 13 and the fourth 14 large-scale resistors, a periodic filter 15, a key 16, a zero potential bus 17 and an output 18.

На фиг.2 а показан сигнал на первом масштабном резисторе 4 б - выходной сигнал первого релейного элемента 5; в - сигнал на входе развертывающего преобразовател ; г - сигнал на первом масштабном резисторе 4 при некотором значении сигнала на входе развертьшающего преобразовател  j д - выходной сигнал первого релейного элемента 5 при некотором значении сигнала на входе развераъшаю- щего преобразовател .Figure 2a shows the signal at the first scale resistor 4 b - the output signal of the first relay element 5; в - signal at the input of a sweep converter; d is the signal at the first scale resistor 4 at a certain value of the signal at the input of the expanding converter; j d is the output signal of the first relay element 5 at a certain value of the signal at the input of the spreading converter.

Развертывающий преобразователь работает следующим образом.Deploying Converter works as follows.

При отсутствии тока входного сигнала через первичную обмотку разделительного трансформатора 1 в контуре, образованном разделительным трансформатором 1 и первым релейным элементом 5, возникают автоколебани  с частотой, определ емой индуктивностью вторичной обмотки и зоной неоднозначности первого релейного элемента 5, который имеет инвертирующую характеристику и пороги переключени  ±В (фиг.4а). Переключение первого релейного элемента 5 (фиг. 2б) происходит под действием импульсов, формирующихс  на первом масштабном резисторе 4 в моменты времени насыщени  разделительного трансформатора 1. При этом среднее значение сигнала на выходе 18 равно нулю.If there is no input current through the primary winding of the isolation transformer 1 in the circuit formed by the separation transformer 1 and the first relay element 5, self-oscillations occur with a frequency determined by the secondary winding inductance and the ambiguity zone of the first relay element 5, which has an inverting characteristic and switching thresholds ± In (Fig.4A). The switching of the first relay element 5 (Fig. 2b) takes place under the action of pulses formed on the first large-scale resistor 4 at the time of saturation of the isolation transformer 1. In this case, the average value of the signal at output 18 is zero.

Наличие тока в первичной обмотке разделительного трансформатора 1 (фиг.2в) приводит к изменению скважности выходных импульсов первого релейного элемента 5 и по влению посто нной составл ющей напр жени  наThe presence of current in the primary winding of the isolation transformer 1 (Fig. 2c) leads to a change in the duty cycle of the output pulses of the first relay element 5 and the appearance of a constant component voltage

Q выходе 18.Q output 18.

Длительность t (фиг.2д) зависит от разности токов в первичной и вторичной обмотках разделительного трансформатора 1, а длительность tThe duration t (figd) depends on the difference of the currents in the primary and secondary windings of the isolation transformer 1, and the duration t

5 определ етс  суммой этих токов, В результате напр жение на выходе 18 пропорционально току входного сигнала .5 is determined by the sum of these currents. As a result, the voltage at output 18 is proportional to the current of the input signal.

При соблюдении услови , по которо0 му ампервитки первичной обмотки меньше ампервитков вторичной обмотки, амплитудна  (статическа ) характеристика практически линейна (фиг. За) в диапазоне изменени  входного тока отUnder the condition that the primary turns of the primary winding are less than the secondary windings of the secondary winding, the amplitude (static) characteristic is almost linear (Fig. 3a) in the range of variation of the input current from

5 максимального отрицательного значени  до максимального положительного значени .5 maximum negative value to maximum positive value.

Если величина входного тока превышает максимально допустимое значе0 ние входного тока, то названное выше условие нарушаетс  и разделительный трансформатор 1 переходит на частный цикл перемагничивани . Б результате с ростом входного тока напр жение на выходе 18 уменьшаетс , а частота автоколебаний увеличиваетс , что порождает неоднозначность процесса преобразовани , входного сигнала, так как одно и то же значение выходного напр жени  может существовать приIf the input current exceeds the maximum allowable input current, the condition mentioned above is violated and separation transformer 1 switches to a partial reversal cycle. As a result, as the input current increases, the voltage at output 18 decreases, and the frequency of self-oscillations increases, which causes the ambiguity of the conversion process, the input signal, since the same value of the output voltage can exist when

5five

00

двух уровн х входного тока.two levels of input current.

Дл  исключени  такой неоднозначности служит тракт, состо щий из од- новибратора 8, перемножител  9, демодулирующего фильтра 10, функционального преобразовател  11, второго 6 и третьего 7 релейных элементов. При нулевом значении тока через первичную обмотку разделительного трансформатора 1, третий релейный элемент 7, характеристика которого изображена на фиг. 4в, находитс  в режиме периодических переключений под действием пульсаций сигнала с выхода апериодического фильтра 15, которые следуют с частотой переключений первого релейного элемента 5. Импульсы на выходе перемножител  9 периодически мен ют знак, что обеспечивает нулевой уровень напр жени  на выходе де- модулирун цего фильтра 10. Зона нечувствительности функционального преобразовател  11 соответствует линейному диапазону амплитудной характеристики (фиг.З), поэтому до тех пор, пока ток через первичную обмотку разделительного трансформатора 1 меньше максимального значени , при котором амплитудна  характеристика начинает искажатьс , напр жение на выходе функционального преобразовател  11 равно нулю. Зона неоднозначности второго релейного элемента 6 (фиг. 46) несколько превьппает амплитуду пульсаций напр жени  с выхода демодулирующего фильтра 10, что исключает дребезг второго релейногоTo eliminate such ambiguity, there is a path consisting of a single-oscillator 8, a multiplier 9, a demodulating filter 10, a functional converter 11, a second 6, and a third 7 relay elements. At zero current through the primary winding of the isolation transformer 1, the third relay element 7, whose characteristic is shown in FIG. 4c, is in the mode of periodic switching under the action of pulsations of the signal from the output of the aperiodic filter 15, which follow the switching frequency of the first relay element 5. The pulses at the output of multiplier 9 periodically change sign, which ensures a zero voltage level at the output of the modulating filter 10. The dead zone of the functional converter 11 corresponds to the linear range of the amplitude characteristic (FIG. 3), therefore until the current through the primary winding of the separation transistor formatter 1 is less than the maximum value at which the amplitude response starts to be distorted, the voltage at the output of the function converter 11 is zero. The ambiguity zone of the second relay element 6 (Fig. 46) somewhat exceeds the amplitude of the voltage ripples from the output of the demodulating filter 10, which eliminates the bounce of the second relay

ное по выходу состо ние. Ключ 16 размыкаетс , и на апериодический фильтр 15 подаетс  корректирующий сигнал с выхода функционального преобразовател  11. В результате полезна  составл юща  импульсов на выходе первого релейного элемента 5 уменьшаетс , а сигнал на выходе функциональногоoutput state. The key 16 is opened, and the aperiodic filter 15 is supplied with a correction signal from the output of the functional converter 11. As a result, the useful component of the pulses at the output of the first relay element 5 is reduced, and the signal at the output of the functional

Q преобразовател  11 увеличиваетс Q converter 11 is increased

вследствие роста частоты автоколебаний . Это обеспечивает стабилизацию сигнала на выходе 18 в области максимального значени  амплитудной рактеристики (фиг. 3, пунктир), что практически исключает неоднозначность процесса преобразовани  входного сигнала .due to the increasing frequency of self-oscillations. This ensures stabilization of the signal at output 18 in the region of the maximum amplitude characteristic (Fig. 3, dashed line), which virtually eliminates the ambiguity of the input signal conversion process.

Изменение направлени  тока через элемента 6 и ключа 16. Зона J (фиг.4б)2о первичную обмотку разделительногоChanging the direction of the current through the element 6 and key 16. Zone J (figb) 2o primary separation winding

трансформатора 1 приводит к переориентации третьего релейного элемента 7 и изменению пол рности импульсов на выходе перемножител  9. При этом корректирующий сигнал на выходе ф5гнк- ционального преобразовател  11 имеет знак, соответствующий знаку полезнойtransformer 1 leads to a reorientation of the third relay element 7 and a change in the polarity of the pulses at the output of the multiplier 9. At the same time, the correction signal at the output of f5gnational converter 11 has a sign corresponding to the sign of the useful

второго релейного элемента 6 также выбираетс  в пределах линейной зоны амплитудной характеристики.The second relay element 6 is also selected within the linear zone of the amplitude response.

По мере увеличени  тока в первичной обмотке разделительного трансформатора 1 частота автоколебаний измен етс  по закону:As the current in the primary winding of the isolation transformer 1 increases, the self-oscillation frequency changes according to the law:

2525

41697444169744

ное по выходу состо ние. Ключ 16 размыкаетс , и на апериодический фильтр 15 подаетс  корректирующий сигнал с выхода функционального преобразовател  11. В результате полезна  составл юща  импульсов на выходе первого релейного элемента 5 уменьшаетс , а сигнал на выходе функциональногоoutput state. The key 16 is opened, and the aperiodic filter 15 is supplied with a correction signal from the output of the functional converter 11. As a result, the useful component of the pulses at the output of the first relay element 5 is reduced, and the signal at the output of the functional

Q преобразовател  11 увеличиваетс Q converter 11 is increased

вследствие роста частоты автоколебаний . Это обеспечивает стабилизацию сигнала на выходе 18 в области максимального значени  амплитудной рактеристики (фиг. 3, пунктир), что практически исключает неоднозначность процесса преобразовани  входного сигнала .due to the increasing frequency of self-oscillations. This ensures stabilization of the signal at output 18 in the region of the maximum amplitude characteristic (Fig. 3, dashed line), which virtually eliminates the ambiguity of the input signal conversion process.

2525

1one

11eleven

Г R

(О(ABOUT

где iwhere i

1 one

МЯКСMYX

Аноске Anoske

ТОК первичной обмотки максимальное значение тока первичной обмотки, соответствующее линейному участку амплитудной характеристики. Поэтому напр жение на выходе демо дулирующего фильтра 10 находитс  внутри зоны нечувствительности функционального преобразоват1ел  11 и второго релейного элемента 6. Вследстви этого ключ 16 замкнут и напр жение на выходе апериодического фильтра 15 определ етс  только скважностью выходных импульсов первого релейного элемента 5. В момент времени, когда ток в первичной обмотке разделительного трансформатора 1 превышает максимальное значение,соответствующее линейному участку амплитудной харак- .теристики (фиг. 3), частота автоколебаний резко увеличиваетс  и превышает «значение, соответствующее нулевому значению тока через первичную обмотку.CURRENT of the primary winding is the maximum value of the current of the primary winding corresponding to the linear portion of the amplitude characteristic. Therefore, the voltage at the output of the demodulation filter 10 is inside the dead zone of the functional converter 11 and the second relay element 6. Therefore, the key 16 is closed and the voltage at the output of the aperiodic filter 15 is determined only by the duty cycle of the output pulses of the first relay element 5. At the time moment when the current in the primary winding of the isolation transformer 1 exceeds the maximum value corresponding to the linear portion of the amplitude characteristics (FIG. 3), the frequency of self-oscillations is re to increases and exceeds the "value corresponding to the zero value of the current through the primary winding.

Сигнал ha выходе демодулирующего фильтра 10 превьш1ает зону нечувствительности функционального преобразовател  11 и одновременно переводит второй релейный элемент 6 в единичсоставл ющей на выходе первого релейного элемента 5. Таким образом, ам- шштудна  характеристика корректируетс  как во втором, так и в четвертом квадрантах, что повьшхает точность работы.The signal ha of the output of the demodulating filter 10 exceeds the dead zone of the functional converter 11 and simultaneously converts the second relay element 6 into the unit component at the output of the first relay element 5. Thus, the amplitude characteristic is corrected in both the second and fourth quadrants, which increases the accuracy work.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Развертывающий преобразователь, содержащий разделительный трансформатор , первый и второй выводы первичной обмотки которого  вл ютс  первой и второй входными шинами развертывающего преобразовател , релейный элемент, к входу которого подключены первый вывод вторичной обмотки разделительного трансформатора и первый вывод первого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход релейного элемента соединен с вторым вьшодом вторичной обмотки разделительного трансформатора и входом одновиб- ратора, соединенные последовательно демодулирующий фильтр и функциональный преобразователь с зоной нечувст-A deployment converter comprising an isolation transformer, the first and second terminals of the primary winding of which are the first and second input buses of the developmental converter, a relay element to the input of which the first output of the secondary winding of the isolation transformer and the first output of the first large-scale resistor are connected, the second output of which is connected to the bus zero potential, the output of the relay element is connected to the second output of the secondary winding of the isolation transformer and the input of the one-vibration Ator, demodulation filter connected in series function generator and a band nechuvst- вительности, выход которого подключен к первому выводу второго масштабного резистора, второй вьшод которого через ключ соединен с шиной нулевого потенциала, выход первого релейного элемента через трепй мас штабный резистор подключен к входу ; айериодического фильтра и первому вьтоду четвертого масштабного резистора , второй вывод которого соединен с BTOpbtM вьшодом второго масштабного резистора, выход демодули- рующего фильтра подключен к входу второго релейного элемента, выход кЬторого соединен с управл ющим входом ключа, выход апериодического 4 шьтра  вл етс  выходом развертыаThe output of which is connected to the first output of the second large-scale resistor, the second output of which is connected via a switch to the zero-potential bus, the output of the first relay element is connected to the input via a common resistor; The periodic filter and the first terminal of the fourth scale resistor, the second terminal of which is connected to the BTOpbtM terminal of the second large-scale resistor, the output of the demodulating filter is connected to the input of the second relay element, the output of the second key is connected to the control input of the key вat оabout -в-at ВAT ВAT iL.iL. ЖF в шюмыгитдиin shumygitdi -эе.-ee гg Фиг.гFigg Бающего преобразовател , о т л и - ч, а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности, в него введены третий релейный элемент и перемно жительJ причем выход одновибрагора подключен к первому входу перемножител , выход которого соединен с входом демодулирующего фильтра, выход апериодического фильтра подключен к входу третьего релейного элемента , выход которого соединен с вторым входом перемножител .The transducer of the converter, tl and - h, and y with the fact that, in order to improve accuracy, a third relay element and a transducer have been introduced into it, the single-collector output being connected to the first input of the multiplier, the output of which is connected to the input of the demodulating filter , the output of the aperiodic filter is connected to the input of the third relay element, the output of which is connected to the second input of the multiplier. say.-sb ici rJC: -гх:say.-sb ici rJC: -gh: -i-i -В-AT в at Фиг.ЗFig.Z