Функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1 О 452 З(511 О 06 0 7 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р2756392/18-24 кл. О 06 0 7/26, О Об 1 3/00, 1979.2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2975433/18-24 кл, О 06 0 7/26, 1980 (прототип) (54)(57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к,шине ввода аргумента и к первому входу первого суммирующего усилителя, а выходами - к управляющим входам первого и второго управляемых. делителей напряжения и к входам преобразователя кода, соединенного выходами с управляющими входами третьего управляемого делителя напряжения и с управляющими входами четвертого управляемого делителя напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу второго управляемого делителя напряжения, причем второй вход первого суммирующего усилителя подключен к шине ввода напряжения первого коэффициента, а сигнальный вход первого управляемого делителя напряжения соединен с выходом источника опорного напряжения и с сигнальным входом третьего управляемого делителя напряжения, подключенного выходом к первому входу суммирующего усилителя, соединенного вторым входом с выходом первого управляемого делителя напряжения, а выходом - с выходной шиной функционального преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения выполнения гиперболического и дробно- рационального преобразований, он содержит ключ, подключенный сигнальным входом к шине ввода аргумента, управляющим входом -к шине управления . режимом дробно-рационального преоб- разования и к управляющему входу источника опорного напряжения, а вы- фф ф ходом - к третьему входу первого ( суммирующего усилителя, соединенного червертым входом с шиной ввода напряжения второго коэффициента, а выходом - с сигнальным входом второго управляемого делителя напряжения, причем третий вход второго суммирующего усилителя подключен к выхо ду четвертого управляемого делителя напряжения.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться для выполнения гиперболического и дробно-рационального функциональных преобразований аналоговых сигналов.5Известен функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь, управляемые делители напряжения, источник опорного напряжения, преобразователь кода, 1 О масштабный и суммирующий усилители 13.Недостатком данного функционального преобразователя является ограниченность функциональных воэможностей, так как он позволяет выполнять только гиперболическое преобра.зование аналоговых сигналов. Известен функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифро О рсвой преобразователь, подключенный входом к шине ввода аргумента и к первому входу первого суммирующего усилителя, а выходами - к управляющим входам первого и второго управляемых делителей напряжения и к вхо- дам преобразователя кода, соедиценного выходами с управляющими входами третьего управляемого делителя напряжения и с управляющими входами четвертого управляемого делителя напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу второго управляемого делителя напряжения, причем второй вход первого суммирующего усилителя подключен к шине ввода напряжения первого коэффициента, а сигнальный вход первого управляемого делителя напряжения соединен с выходом источника опорного напряжения и с сигнальным входом третьего управляемого 40 делителя напряжения, подключенного выходом к первому входу второго суммирующего усилителя, соединенного вторым входом с выходом первого управляемого делителя напряженияа выходом - с первой выходной шиной Функционального преобразователя и с первым входом третьего суммирующего усилителя, подключенного выходом к второй выходной шине функционального преобразователя, а вторым входом - к выходу четвертого суммирующего усилителя, соединенного первым и вторым входами соответственно с выходами пятого и шестого управляемых делителей напряжения, а третьим входом через первый масштабный усилитель с выходом седьмого управляемого дели теля напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу восьмого, управляемого делителя напряжения, 6 О соединенного сигнальным входом с выходом первого суммирующего усилителя, подключенного первым входом к сигнальному входу второго управляемого делителя напряжения, причем выход че тверто го управляемого дели теля напряжения соединен, через второй масштабный усилитель с третьим входом второго суммирующего усилителя, а выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к входам второго преобразователя кода, соединенного выходами с управляющими вхо дами пятого и восьмого управляемых делителей напряжения,и с входами третьего преобразователя кода, подключенного выходами к управляющим входам шестого и седьмого управляемых делителей напряжения, а сигнальные входы пятого и шестого управдяемых делителей напряжения соединены с выходом источника опорного напряжения 1 ,Недостатком является сложность технической реализации выполнения гиперболического и дробнс-рационального преобразований.Пель изобретения - упрощение выполнения гиперболического и дробно- рационального преобразований,Поставленная цель достигается тем, что функциональный преобраэователь, содержащий аналого-цифровойпреобразователь, подключенный входомк шине ввода аргумента и к гервомувходу первого суммирующего усилителя, а выходами - к управляющим входам первого и второго управляемыхделителей напряжения и к входам преобразователя кода, соединенного выходами с управляющими входами третьего управляемого делитеня напряжения и с управляющими входами червертогоуправляемого делителя напряжения,подключенного сигнальным входом к выходу второго управляемого делителянапряжения, причем второй вход первого суммирующего усилителя подключен к шине ввода напряжения первогокоэффициента, а сигнальный вход первого управляемого делителя напряжения соединен с выходом источника опорного напряжения и с сигнальным входом третьего управляеМого делителя напряжения, подключенного выходом к первому входу второго суммирующего усилителя, соединенного вторым входом с выходом первого управляемого делителя напряжения, а вью ходом - с выходной шиной функциональ. ного преобразователя, содержит ключ, подключенный сигнальным входом к шине ввода аргумента, управляющим входом - к шине управления режимом дробно-рационального преобразования и к управляющему входу источника опорного напряжения, а выходомк третьему входу первого суммирующего усилителя, соединенного четвертым входом с шиной ввода напряжения второго коэффициента, а выходом - с сигнальным входом второго управляемого делителя напряжения,(2) На выходеля 11 формирпредставляюшсимацию гиперациональнойформулам (1) ющего усилитепряжение у,ональную аппрок -кой и дробноостей согласно смми р ется н е поли Соличе заниси циона нение ЛИЗ ОВ рацио прост- ФЬЪ(Е 1+) (И Ь(И+1) НОЕтная НИИПИ Заказ 7555 б Подпи Тираж ород, ул.Прое филиал ППП "Патент г,Уж причем третий вход нторого суммирующего усилителя подключен к выходу четвертого управляемого делителя напряжения,На чертеже изображена блок-схема предлагаемого функционального преобразователя,Преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь 1, подключенный входом к шине 2 ввода аргумента и к первому входу первого 1 О суммирующего усилителя 3, а выходами к упранляющим входам перного и второго управляемых делителей 4 и 5 напряжения и к входам преобразователя б кода. Преобраэонатель б кода соединен выходами с управляющими входами третьего управляемого делителя 7 напряжения и с упранляю - шими входами четвертого управляемого делителя 8 напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу делителя 5, Сигнальный вход делителя 5 соединен,с выходом суммирующего усилителя 3, подключенного вторым входом к шине 9 ввода напряжения первого коэффициента. Сигнальный вход делителя 4 соединен с выходом источника 10 опорного напряжения и с сигнальным входом делителя 7, подключенного выходом к первому входу второго суммирующего усили- ЗО теля 11. Усилитель 11 соединен вторым входом с выходом делителя 4, а выходом - с выходной шиной 12 Функ ционального преобразователя, Ключ 13 подключен сигнальным входом к 35 .шине 2 ввода аргумента, управляющим входом - к шине 14 управления режимом дробно-рационального преобразования и к управляющему входу источника 10, а выходом - к третьему входу суммирующего усилителя 3, Усилитель 3 соединен четвертым входом с шиной 15 ввода напряжения второго коэффициента, а усилитель 11 подключен третьим входом к выходу делителя 8, 4Работа функционального преобразователя при выполнении гиперболического= 1/Х где Х - аргумент и дробно-рационального ные преобразований основана на использовании полигональной аппроксимации данных функций функциями, содержащими линейную составляющую, зависящую от номера И участка аппроксимации и от величины входного сигнала Х и ступенчатые составляющие, зависящие только от номера И При этом гиперболическая зависимость реализуется в соответствии с выраже О нием вила квантования преобралробно-рациональная за-пО Выражению вида Функциональный преобразователь работает следующим Образом.В зависимости от величины нходного сигналаачалого в цифров преобразователь 1 определяет номер И участка аппроксимации, а преобразонатель б кода производит вычисление величинье (И +1). Коэффициенты передачи всех управляемых делителей 4, 5, 7 и 8 напряжения обратно пропорциональны величинам кодов И и (И+1), поступающих на их управляющие входы, т.е, зти делители производят деление аналогового сигнала на цифровые коды. Напряжение источника 10 при Воспроизведении гиперболической функции численнО равно величине 1/Д, а ПРН ВОСПРОИЗВЕДЕЕПЕН ЛРОбНО-РаЦиональ,ной функции НО управляющему сигналу с шинн: 14 Выходное напряжение источника 10 удваивается. Выходные напряжения Дел:тсееей 4 и 7 образуют ст;".Сипатые сес-авлякшие пОлегонаьных Фуекцй , 1) и ( 2 ), С помо цью усилите: - .я 11 ныголняется сложение ступеь:чатезх составляющих и вычитание из получаемоей суммы линейной составляюецее, поступающей на третий ( Вычитаесеций) Вход усилителя 11 с Выхода лелеетеля 8 линейнсзя составляющая Выражений ( 1) н ( 2 ) Фор мируется из Входного сигнала Х сложенного на усилителе 3 (при необходимости Выполнения лробно-рациоеального преобразования) с пос- тОЯННЫМН О И ас С КОЭФФНЦИЕНтОМ пропорциональности 1 /д 2, и поде- леннОГО последовательно на коды (1 и ,:.,+1), При воспроизведении дробно- рациональнОГО преобразования по замыканию ключа .3 сигналсм с шины 4 прОисходнт е.одаеа ВхОДнОГО сиГ- нала аргумента сразу на два нхода усилителя 3, что равносильно .Удвоению этого сигнала согласно формуле (2). ким образом, предлагаемый Функ- льный преобразователь по сравс прототипом позволяет реаать гиперболическое н Лробно-. напьное преОСразонания более ЫМИ аППаРатНЫЕИ СРЕЛСтВаМИ.