160880. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés két bemeneti mennyiség átalakításához a szorzatuk integráljával arányos számú impulzussá
160830 Az első említett művelethez már ismeretesek olyan szorzóegységek, amelyek az (x+y)2 — — (x—y)2 = 4xy összefüggés alapján vannak felépítve, amikoris a négyzetreemeiést például a Joule-ihatás elvén valósítják meg. Az ilyen típusú szorzóegység alkalmazását az említett körülmény kizárja, mivel ha x és y értéke nagyon különbözik egymástól, a két négyzet közel esik egymáshoz, és a különbségképzést rossz relatív pontossággal lelhet elvégezni. A nagy dinamika követelményekihez azokat az ismert szorzóegységeket is nehezen lehet illeszteni, amelyekben az x és y értékének függvényében változó frekvenciájú impulzussorozatokat alkalmaznak. Figyelemlbevéve az x és y kívánt átfogási sávját, az alkalmazandó legnagyobb frekvencia szükségképpen túl nagyra adódna és nagyon igényes áramkörökre lenne szükség az átalakítás pontosságának biztosításához. Ismeretesek továbbá olyan szorzók.is, amelyekben különleges félvezető elemek, mind például Hali-effektus generátorok vagy olyan térvezérlésű tranzisztorok jellegzetességeit használják fel, amelyeknek az ellenállása az egyik bemeneti mennyiséggel, vagy annak inverzével arányosan változik. A szorzás pontossága ilyenkor a félvezető jelleggörbéjétől függ, ezenkívül gyártási és tápellátási nehézségek merülnek fel. Az ismert szorzók másik típusánál kettős impulzusmodulációt (amplitúdó- és szélességmodulációt) használnak. Az egyik bemeneti mennyiséget szaggatással a másikkal arányos szélességű jellé alakítják, amikoris az ilyen impulzusjelek középértéke a két mennyiség szorzatával arányos. A pontosság és a dinamika főleg a szaggató eszköz, vagy a modulátor tulajdonságától függ, amelynek folyamatosan követnie kell a vezérlő jelet, és a szaggatott jelet pontosan kell kiadnia. A szorzás pontossága csak abban az esetben megfelelő, ha a bemeneti mennyiségek egy szaggatási periódus alatt csak kis mértékben változnak meg. Amennyiben az x és y mennyiségek, változnak, a szaggatási frekvenciának lényegesen nagyobbnak kell lenni az x és y maximális megváltozási frekvenciájánál. Integrálásnál az eredő hiba még akkor is kicsi lehet, ha a szaggatási frekvencia közepes nagyságú, mindössze elég hoszszú intervallumra kell az integrált képezni. A másodiknak említett elemi műveletnél, az integrálásnál az ismert eszközök hibaforrása az integrátorok driftje, amelyet egyrészt az erősítőjük offset feszültsége és -árama, másrészt a szaggató eszköz kapuáramköreinek maradék feszültsége és -árama okoz. A kiadott impulzusoknál hátrányos/ lehet az is, ha az egyik bemeneti, mennyiség — következésképp a szorzat is — egy ideig zérussal egyenlő. A találmány tárgya kettős modulációs típusú integrátorszorzó berendezés, amely integrátor driftje által okozott hibát-, és az említett hiányosságokat kiküszöbölő eszközökkel van ellátva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés első bemeneti mennyiségnek megfelelő jelet 5 szélességmodiulált jellé alakító változtatható ciklusarányú modulátorral, a modulátor kimenetére csatlakoztatott és a második bemeneti mennyiségnek megfelelő jelet fogadó legalább egy inverter-kapcsolával, végül az inverter-10 -kapcsoló kimenetére csatlakoztatott integráló áramkörrel van ellátva, amikoris az integrátor kimenetére két-küszöbszintű komparátor van kötve, amelynek kimenetére az integrátor bemeneti jelét ciklikusan invertáló eszköz van 1S csatlakoztatva. Az integrátor bemeneti jelét ciklikusan invertáló eszköz célszerűen a következő lehet: — az első bemeneti jelet fogadó kiegészítő inverterkapcsoló, amely a modulátor bemene-20 téré van csatlakoztatva, vagy — a második bemeneti mennyiségnek megfelelő jelet fogadó kiegészítő inverter kapcsoló, amely a modulátor által vezérelt inverter-kap^ esolóhoz van kötve, 25 — két-bemenetű KIZÁRÓ VAGY-áramkör, amelynek egyik bemenete a modulátor-, a másik bemenete a komparátor-integrátor kimenetére, kimenete pedig a második bemeneti menynyiségnek megfelelő jelet fogadó iraverterkap.._ csoló vezérlőbemenetére van kapcsolva. A példakéhti kiviteli alakot kifejezetten úgy terveztük, hogy az elektronikus technikában integrált áramkör alakjában lehessen felhasz. nálni. A diszkrét alkatrészek száma mindössze az integráló kondenzátorokra és a méréshatár változtatást biztosító bemeneti ellenállásokra korlátozódik. Ennek ellenére a berendezést a pneumatikus technikához illeszkedően is ki lehet alakítani, kizárólag • pneumatikus elemekkel, ugyanis az alkalmazott alkatrészek elektronikus és pneumatikus megvalósítása kereskedelmileg egyaránt hozzáférhető. 45 50 A találmányt részletesebben példakénti kiviteli alakok alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra ismert integrátor-szorzó tömbvázlata. 2. álbra az ismert berendezés működését magyarázó vázlat. 3. ábra a találmány szerinti berendezés tömbvázlata. 4. ábra a 3. ábrán feltüntetett berendezés működésére vonatkozó vázlat. Az 5. és 6. ábrán a találmány szerinti berendezés más lehetséges kiviteli alakjainak vázlatai vannak feltüntetve. Az 1. ábrán változtatható ciklusarányú 10 modulátor látható, amelynek bemenetére x mennyiséget vezetjük, például feszültség alak-60 jában. A modulátor kimenetén T t időtartamig ,.1" szinthez, f2 időtartamig pedig „0" szinthez tartozó potenciálú Gi logikai jel jelenik meg, ahogyan ezt a 2. ábrán feltüntettük. Az ábrán 65 látható abszcisszán a t idő van feltüntetve. Az 2
