SU1201852A1

SU1201852A1 - Element with controlled conductivity

Info

Publication number: SU1201852A1
Application number: SU843774962A
Authority: SU
Inventors: Игорь Владимирович Герасимов
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1984-07-19
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1985-12-30

Abstract

ЭЛЕМЕНТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ, содержапщй генератор опорной частоты, первый и второй многоустойчивые фазоимпульсные элементы, первые информационные входы которых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты , а управл ющие входы вл ютс соответственно первым и вторым управл ющими входами элемента, вторые информационные входы первого и второго многоустойчивых фазоимпульсных элементов подключены к соответствующим шийам задани опорной частоты , триггер, входы которого соответственно подключены к выходам первого и второго многоустойчивых фазоимпульсных элементов, соединенные последовательно первый масштабный резистор, второй масштабный резистор и первый ключ, общий вывод первого и второго масштабных резисторов через первый сглаживающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, свободный вьшод первого масштабного резистора и выход первого ключа вл ютс соответственно первым и вторым информационными выводами элемента, между которыми включен второй сглаживающий конденсатор , последовательно соединенные третий масштабный резистор и второй ключ, вывод второго ключа соединен с вторым информационным вьшодом эле§ мента и первьт выводом четвертого (Л масштабного резистора, управл ющие входы первого и второго ключей объединены , отличающийс тем, что, с целью повьппени точности работы при управлении средним значением проводимости элемента по арккосинусному закону, в него введены п тый масштабный резистор и третий сглаживающий конденсатор, причем свободный вывЬд третьего масштабного резистора через п тый масштабный резистор соединен с общими вьшодами первого и второго масштабных резисторов, а через третий сглаживаюпщй конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, объединенные управл ющие входы первого и второго ключей соединены с инверсным выходом триггера.CONTROLLABLE CONDUCTIVITY ELEMENT, containing the reference frequency generator, the first and second multi-stable phase-impulse elements, the first information inputs of which are combined and connected to the output of the reference frequency generator, and the control inputs are the first and second control inputs of the element, the second information inputs of the first and The second multistable phase-impulse elements are connected to the corresponding frequency reference settings, trigger, the inputs of which are respectively connected to the outputs first and second multi-stable phase-impulse elements connected in series the first scale resistor, the second scale resistor and the first switch, the common output of the first and second scale resistors through the first smoothing capacitor connected to the zero potential bus, the free switch of the first scale resistor and the output of the first switch are respectively the first and the second information outputs of the element, between which the second smoothing capacitor is connected, are connected in series to the third scale the table resistor and the second switch, the output of the second switch is connected to the second information element and the first pin of the fourth (L scale resistor, the control inputs of the first and second keys are combined, characterized in that, in order to control the accuracy of the average conductivity value element according to the arc-sine law, a fifth scale resistor and a third smoothing capacitor are introduced into it, the free output of the third scale resistor through the fifth scale resistor is connected to the common The inputs of the first and second large-scale resistors, and through the third smoothing capacitor are connected to the zero potential bus, the combined control inputs of the first and second switches are connected to the inverse output of the trigger.

Description

Изобретение относитс к вычисли тельной технике и может найти применение в устройствах автоматического регулировани и управлени , в информационно-измерительных системах и устройствах, где необходимо выполнение дискретно-аналогового преобразовани сигналов. Цель изобретени - повышение точности работы при управлении сре ним значением проводимости элемента по арккосинусному закону. На чертеже изображена функциональна схема элемента с управл ем проводимостью. Элемент с управл емой проводимостью содержит генератор 1 опорно частоты, два многоустойчивых фазоимпульсных элемента 2 и 3, триггер 4, п ть масштабных резисторов 5-9, два управл емых ключа 10 и 11, три сглаживающих конденсатора 12-14, вторые информационные входы 15 и 16многоустойчивых фазоимпульсных элементов 2 и 3, управл ющие входы 17и 18 многоустойчивых фазоимпуль сных элементов 2 и 3, первый 19 и второй 20 информационные вьшоды элемента с управл емой проводимост Элемент с управл емой проводимостью работает следующим образом. Зависимость проводимости а пред лагаемого двухполюсного элемента о управл ющего цифрового кода N и пропорциональной ему относительной длительности 0 пшротно-модулирован ного сигнала имеет вид a Karcco5(mN) k агссоб 0 (О где 9 S/T - относительна длительность ШИМ-сигнала, пред ставл ющего последовательность пр моугольных импульсов длительностью D и периодом повторени Т; in,k - коэффициенты пропорциональности . Устройство работает следующим образом. На первые информационные входы многоустойчивых элементов 2 и 3 поступают с выхода генератора 1 импульсы высокой частоты i. На выходе первого многоустойчивого фазоимпульсного элемента 2, подключенного к первому входу триг522 гера 4, по вл ютс импульсы с частотой FI f/n, где п - коэффициент делени многоустойчивого фазоимпульсного элемента, ко торые совпадают ho времени с одним из импульсов последовательности f. Сдвиг по фазе последовательности F относительно опорной последовательности Fg, формируемой на выходе второго многоустойчивого фазоимпульсного элемента 3, подключенного к второму входу триггера 4, определ ет число N, записанное в первом многоустойчивом фазоимпульсном элементе 2 по входу 15. Запись нового значени этого числа в элемент 2 производитс в момент времени,сдвинутый относительно моментов по влени импульсов Fg на количество квантов 1/f, равное записываемому числу. В результате того, что последовательности Fg и FJ подаютс на разные входы триггера 4, пр мой его выход находитс в единичном состо нии в течение времени, пропорционального записанному в первом многоустойчивом фазоимпульсном -элементе 2 числу N. В остальиое врем периода на этом выходе нулевое состо ние. Таким образом, на выходе триггера 4 (инверсном выходе), подключенном к управл ющим входам ключей 10 и 11, формируетс последовательность пр моугольных импульсов длительностью T-l), гдег 1 в (), и периодом повторени . Поскольку пропорционально N, то эти импульсы можно рассматривать как широтно-модулированный сигнал с относительной длительностью б 1-9 . Широтно-модулированный сигнал управл ет средними значени ми проводимостей последовательно соединенньк управл емых ктаочей 10 и 11 и масштабных резисторов 6 и 7. Сглаживающие конденс аторы 12-14 обеспечивают подавление высших гармоник напр жений, возникающих при коммутации управл емых ключей 10 и 11. Благодар этому элемент с управл емой проводимостью оказьшаетс разв занным по переменному току, что позвол ет рассматривать только средние значени его проводимостей. Так, сглаживающий конденсатор 14 обеспечивает разв зку по переменно- .у току последовательно соединенныхThe invention relates to computing technology and can be used in automatic control and control devices, information and measurement systems and devices where discrete-analog conversion of signals is necessary. The purpose of the invention is to improve the accuracy of operation when controlling the average value of the conductivity of an element according to the arc-sine law. The drawing shows a functional diagram of the element with conductivity control. The element with controlled conductivity contains a generator 1 of the reference frequency, two multi-stable pulse-phase elements 2 and 3, a trigger 4, five scale resistors 5-9, two controlled switches 10 and 11, three smoothing capacitors 12-14, the second information inputs 15 and 16 multi-stable phase-impulse elements 2 and 3, control inputs 17 and 18 of multi-stable phase-impulse elements 2 and 3, the first 19 and second 20 information terminals of the element with controlled conductivity The element with controlled conductivity works as follows. The dependence of the conductivity of the proposed bipolar element on the control digital code N and the proportional length 0 of the photrotransduced modulated signal has the form a Karcco5 (mN) k agssob 0 (O where 9 S / T is the relative duration of the PWM signal represented by a sequence of rectangular pulses of duration D and repetition period T; in, k are the proportionality coefficients. The device works as follows: The first information inputs of multistable elements 2 and 3 are output from the generator 1 imp. High frequency i. At the output of the first multi-stable phase-impulse element 2 connected to the first input of the trigger 522 of generator 4, there appear pulses with a frequency of FI f / n, where n is the division factor of the multi-stable phase-impulse element, which coincide ho times with one of the pulses sequence f. The phase shift of the sequence F relative to the reference sequence Fg generated at the output of the second multi-stable phase-pulse element 3 connected to the second input of the trigger 4 determines the number N written in The first multistable phase-pulse element 2 at input 15. A new value of this number is written to element 2 at a time instant shifted relative to the pulse appearance Fg by the number of 1 / f quanta equal to the number to be written. Due to the fact that the sequences Fg and FJ are fed to the different inputs of trigger 4, its direct output is in the unit state for a time proportional to the number N. recorded in the first multi-stable pulse-phase cell 2. the Thus, at the output of the trigger 4 (inverse output), connected to the control inputs of the keys 10 and 11, a sequence of square pulses with a duration T-l), where 1 is in (), and a repetition period is formed. Since it is proportional to N, then these pulses can be considered as a pulse-width modulated signal with a relative duration b 1–9. The latitudinal-modulated signal controls the average values of the conductivities of the series-connected controlled gates 10 and 11 and the large-scale resistors 6 and 7. The smoothing condensers 12-14 provide for the suppression of higher harmonics of the voltages that occur when switching the controlled keys 10 and 11. Because of this the element with controlled conductivity is disconnected in alternating current, which allows to consider only the average values of its conductivities. Thus, smoothing capacitor 14 provides for alternating current separation of series-connected

масштабного резистора 7 и ключа 11, которые защунтированы масштабным резистором 8, и масштабного резистора 9, а конденсатор 13 - разв зку по переменному току элемента с управл емой проводимостью в целом и внешней по отношению к нему цепи, подключенной к вью одам 19 и 20.a scale resistor 7 and a key 11, which are bounded by a scale resistor 8, and a scale resistor 9, and the capacitor 13 - an AC disconnect of the element with controlled conductivity as a whole and an external circuit connected to it, and view 19 and 20.

Проводимость элемента в целом по среднему значению можно представить выражением IThe conductivity of the element as a whole by the average value can be represented by the expression I

(2)(2)

q, c;e+Gj(i0)q, c; e + Gj (i0)

018524018524

где Gj(,6,7,8,9) - проводимо сти мас штабных резисто 5ров 5-9where Gj (, 6, 7, 8, 9) is the conductivity of large-scale resistors 5p 5-9

элемента с управ л емой проводи мостью .element with controlled conductivity.

Это выражение при Gj.4,397 К, ,062 К, G,15,62 К, ,0107 К и G 0,3666 К обеспечивает приближение к арккосинусной зависимости (П с приведенной погрешностью iS60,8%,This expression with Gj.4.397 K,, 062 K, G, 15.62 K,, 0107 K and G 0.3666 K provides an approximation to the arc-sine dependence (P with the reduced error iS60.8%,

пP

Claims

CONTROLLED CONDUCTIVITY ELEMENT, comprising a reference frequency generator, first and second multistable phase-pulse elements, the first information inputs of which are combined and connected to the output of the reference frequency generator, and the control inputs are respectively the first and second control inputs of the element, the second information inputs of the first and second multistable phase-pulse elements are connected to the corresponding reference frequency reference buses, a trigger whose inputs are respectively connected to the outputs of the reference and the second multistable phase-pulse elements, connected in series with the first scale resistor, the second scale resistor and the first key, the common output of the first and second scale resistors through the first smoothing capacitor is connected to the zero potential bus, the free output of the first scale resistor and the output of the first key are respectively the first and the second information terminals of the element, between which the second smoothing capacitor is connected, the third scale resistor is connected in series and the second key, the output of the second key is connected to the second information output of the element and the first output of the fourth large-scale resistor, the control inputs of the first and second keys are combined, characterized in that, in order to increase the accuracy when controlling the average value of the conductivity of the element according to the arccine law, into it the fifth scale resistor and the third smoothing capacitor are introduced, and the free output of the third scale resistor is connected through the fifth scale resistor to the common terminals of the first and second m large-scale resistors, and through the third smoothing capacitor connected to the zero potential bus, the combined control inputs of the first and second keys are connected to the inverse output of the trigger.