Квадратор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 6 ЗЗЗБ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано Государственныи комитет Совета Министров СССР ло лелем изобретенийи открытий 53) 81.335 (088.8 юллстснь24сания 05,06.78(45) Дата опубликования о Авторыизобретения Б. Смолов, М. М. Мусаев орошен нинградский ордена Ленина электротехни еский инситу им. В. И. Ульянова (Ленина)71) За 5 Вите:ь ДРАТОР 2щий активный кусочно-линейный аппрЪксиматор, вход которого является информационным входом квадратора 2. Активный кусочно- линейный аппроксиматор содержит линейные 5 цифро-аналоговые преобразователи, входыкоторых подключены через блоки инвертирования к входу квадратора, а выходы подсоединены к соответствующим входам суммирующего операционного усилителя.10 Такой квадратор имеет недостаток. Для перестройки его на другую функцию необходимо изменить величины сопротивлений всех входных резисторов суммирующего операционного усилителя. Это обусловлено тем, что 15 усилитель в каждый момент времени суммирует два треугольных напряжения, изменение высоты которых при переходе от одного участка воспроизведения функции к другому реализуется коммутацией входных резисторов 20 суммирующего операционного усилителя, акаждой воспроизводимой функции соответствует свой набор резисторов. Таким образом, количество перестраиваемых элементов схемы вдвое больше числа участков аппроксима ции функции.Цель изобэксплуатационПоставленнаквадратор со30 образователь шением к содержаИзобретение относится к гибридной вычислительной технике и может быть использовано в устройствах связи цифро-аналоговых вычислительных систем, в автоматизированных системах измерения, контроля и управления.Известны квадраторы, содержащие суммирующий и инвертирующий усилители, цифровые управляемые проводимости, потенциометры и активные сопротивления, в которых узел формирования квадратичной зависимости выполнен в виде линейной цифро-управляемой проводимости с двухпозиционными ключевыми элементами, ее крайние выводы подключены соответственно к входу суммирующего усилителя и к движку одного из потенциометров, а средний вывод - к движку другого потенциометра, потенциометры крайними выводами подсоединены к источникам разнополярного напряжения 111.Структура таких квадраторов ориентирована на воспроизведение полиномов второй степени, Однако диапазон коэффициентов прп переменной весьма ограничен, а сами коэффициенты не регулируются по отдельности из-за взаимного влияния параметров схемы. Это усложняет процесс перестройки устройства на реализацию другой квадратичной функции.Наиболее близким техническим реизобретению является квадратор,ретения - улучшение техниконых параметров квадратора.я цель достигается тем, что держит цифро-аналоговый преп суммирующий операционныйусилитель, выход которого является выходомквадратора, а входы подключены к выходуактивного кусочно-линейного аппроксиматора, входу начального смещения квадратора ивыходу цифро-аналогового преобразователя,входом соединенного с информационным входом квадратора,На фиг, 1 представлена структурная схемаквадратора; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.Квадратор содержит активный кусочно-линейный аппроксиматор 1, суммирующий операционный усилитель 2, цифро-аналоговыйпреобразователь 3, информационный вход 4,вход 5 начального смещения и выход 6.Лктивный кусочно-линейный аппроксиматор 1 содержит суммирующий операционныйусилитель 7, линейные цифр о-аналоговыепреобразователи 8 и блоки 9 инвертирования,Входы линейных цифро-аналоговых преобразователей 8 через блоки 9 инвертированияподключены к входу квадратора, а выходы -к соответствующим входам суммирующегооперационного усилителя 7, выход которогосоединен с одним из входов суммирующегооперационного усилителя 2. Два других входа суммирующего операционного усилителя2 подключены соответственно к входу 5 начального смещения квадратора и к выходуцифро-аналогового преобразователя 3, входкоторого соединен с входом квадратора, Выходом квадратора является выход суммирующего операционного усилителя 2,Квадратор работает следующим образом.Двоичный код аргумента х поступает навход цифра-аналогового преобразователя 3 ина входы блоков 9 инвертирования. На выходе цифро-аналогового преобразователя 3 формируется линейное напряжение с максимальным значением д, (фиг. 2), Блоки 9 инвертирования вырабатывают прямой и инверсныйкод х для формирования на выходах соответствующих линейных цифро-аналоговых преобразователей 8 возрастающего и убывающегоучастков треугольных напряжений и дляуправления периодом соответствующих групптреугольных напряжений, Первая группа состоит из одного треугольника высотой дь вторая - из двух треугольников высотой д,третья - из четырех треугольников высотойдз, т. е. с увеличением числа групп на единицуколичество треугольных напряжений в группе удваивается. Треугольные напряжения свыходов линейных цифро-аналоговых преобразователей 8 подаются на входы суммирующего операционного усилителя 7, на выходекоторого для текущих значений х образуетсясумма треугольных напряжений с обратнымзнаком, поступающая на соответствующийвход суммирующего операционного усилителя 2,Таким образом, на выходе суммирующегооперационного усилителя 2 линейное напряжение с выхода цифро-аналогового преобразователя 3 суммируется со значением суммыд, - максимальное значение ли.нейного напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 3;д - высота треугольных напряжений в любой й-й группе(1=1, 2, , и);А, В и С - коэффициенты воспроизводимой квадратичной функции(х) = Ах+Вх+ С,20 где 25 30 Значение начального смещения линейногонапряжения (при х=О) зависит от величины коэффициента С, Количество линейных участков приближения 1 зависит от количества 35 треугольных напряжений в виде 1=2".При изменении вида реализуемой квадратичной функции в квадраторе изменяются величины О дь., д и значение точки начальногс смещения линейного напряжения при 40 х=О. Высота треугольных напряжений вгруппах дь д, дрегулируется изменением величин резисторов на входе суммирующего операционного усилителя 7. Величина О, и точка начального смещения задаются с по мощью соответствующих резисторов на входесуммирующего операционного усилителя 2.Таким образом, количество перестраиваемых параметров схемы для изменения вида функции равно количеству групп треугольных напряжений плюс два параметра линейного напряжения: наклон и точка начального смещения,Формула изобретения55Квадратор, содержащий активный кусочнолинейный аппроксиматор, вход которого являе 1 ся информационным входом квадратора, отл и чающий ся тем, что, с целью улучшения технико-эксплуатационных параметров квадратора, он содержит цифро-аналоговый преобразователь и суммирующий операционный усилитель, выход которого является выходом квадратора, а входы подключены к вы ходу активного кусочно-линейного аппрокси 4треугольных напряжений дь дь, дз, ", д . Навыходе б напряжение изменяется по квадратичному закону по мере изменения х от О до1. Количество групп треугольных напряженийможет быть произвольным в зависимости отнеобходимого числа линейных участков приближения. Число линейных участков вдвоебольше количества треугольных напряженийв последней группе. Так, для приведенного на10 фиг, 2 примера, количество линейных участков приближения равно восьми, а количествотреугольных напряжений в последней группе - четырем,Лналитическая зависимость между высотой15 треугольных напрякений и видом квадратичной функции выражается в видеЧе =А+В+С; д = - , (Хг=1,2 и),22613335 иг матора, входу начального смещения квадратора и выходу цифро-аналогового преобразователя, вход которого подключен и информационному входу квадратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 61. Авторское свидетельство СССР186206, кл. 6 066 7/20, 1965.2. Смолов В. Б. и др. Аналого-цифровые и цнфро-аналоговые нелинейные вычислительные устройства. Л Энергия, 1974, с. 135, рис, 5 - 16.