Устройство для воспроизведения функций двух переменных

ЕНИ ЕДЬСТВУ ВТОРСКОМУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 03,08.76 (21) 2398340/18(51) М, Кл.6 066 7/2 присоединением заявкиГосударственный комитет 681,335.813, Вол виационный инститникидзе осковский ордена Лени им. Серго ОрЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИУХ ПЕРЕМЕННЪХ(54) УСТРОЙ оизжет ого 30 23) Приоритет43) Опубликовано 30.0145) Дата опубликовани Устроиство предназначено для воспрведения функций двух переменных и мобыть использовано в аналоговых и аналцифровых вычислительных машинах.Известно устройство для воспроизведения 5функций двух переменных 1, содержащеефункциональный преобразователь одной переменной, функциональный преобразователь с изменяемым опорным напряжением,элементы с линейной характеристикой, сумматор и блоки умножения.Работа такого устройства основана напреобразовании аналогового сигнала в соответствии с видом заданной функциональной зависимости, Функция двух переменных 15кусочно-линейно аппроксимируется отрезками прямых и воспроизводится соответствующим функциональным преобразователемодной переменной.Недостатком указанного устройства является сравнительно низкая точность воспроизведения функций и большое количество используемых блоков,Наиболее близким техническим решениемявляется устройство для воспроизведения 25функций двух переменных 21, содержащееинвертор, сумматор, источник опорного напряжения и функциональный преобразователь, первый и второй входы которого являются входами устройства, а третий вход со единен с выходом источника опорного напряжения.Недостатком такого устройства является низкая точность кусочно-ступенчатой аппроксимации функций двух переменных.Предложенное устройство с целью повышения точности содержит выходной сумматор, блок коррекции и блок коммутации, первый вход которого соединен с первым выходом блока коррекции,а второй входчерез сумматор соединен со вторым выходом блока коррекции, первый и второй входы которого соединены с входами устройства, а третий вход - с выходом источника опорного напряжения, первый выход блока коммутации через инвертор, а второй непосредственно соединены с первым и вторым входами выходного сумматора, третий вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, а выход - с выходом устройства.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для воспроизведения функций двух переменных; на фиг. 2 - пример аппроксимации функции двух переменных.Предлагаемое устройство содержит функциональный преобразователь 1; блок 2 коррекции; сумматор 3; блок 4 коммутации; инвертор 5; выходной сумматор 6 и источник 7 опорного напряжения, Функциональный3преобразователь 1, аналогичный функциональному преобразователю по авторскому свидетельству Юо 402012 МКИ 6 066 7/26, может быть выполнен в виде параллельно включенных транзисторно-диодных ячеек, каждая из которых содержит два ключевых транзистора п - р - г и р - и - р проводимостей, масштабный резистор, подключенный к коллекторам транзисторов через разделительные диоды, и диодно-резисторные элементы, которые задают пороги срабатывания ключевых транзисторов и подключены к выходу источника 7 опорного напряжения и входу их устройства,15Отличием схемы блока 1 от указанногоизвестного преобразователя является использование для суммирования выходного напряжения диодно-транзисторных ячеек выходного сумматора 6 вместо пассивной цепочки суммирования.Устройство работает следующим образом: из заданного семейства кривых функций двух переменных г=(х, у) выбирается кривая с наибольшей крутизной относительно одной из переменных, например х.Производится кусочно-ступенчатая аппроксимация с некоторой погрешностью аппроксимации (в общем случае большей, чем всличина допустимой погрешности вдоп), Ап- З 0 проксимация осуществляется одним из известных аналитических или графических методов. Узлы аппроксимации переносятся на остальные кривые семейства и затем производится кусочно-ступенчатая аппроксима- З 5 ция этих кривых. Очевидно, что при этом погрешность аппроксимации всех кривых, кроме первой, будет меньше в, так как крутизна каждой из них меньше крутизны первой кривой. Полученное, таким образом, се мейство кусочно-ступенчатых кривых воспроизводится функциональным преобразователем 1, работа которого рассмотренаниже.Предположим, что входное напряжение 45 Унаходится в противофазе с выходным напряжением источника 7 опорного напряжения и входным напряжением У . В этом случае при У, равным нулю, транзисторы соответствующего выбранной полярности 50 опорного напряжения типа проводимости открыты и коэффициент передачи устройства по входу Уминимален. По мере возрастания напряжения У,. транзисторы диод- но-транзисторных ячеек запираются, и ко эффициент передачи устройства по входу Уувеличивается, Выбрав параметры диод- но-резисторных элементов таким образом, чтобы пороги срабатывания ключевых транзисторов диодно-транзисторных ячеек соот ветствовали узлам аппроксимации, получим кусочно-ступенчатую аппроксимацию семейства кривых функций переменных. При смене фазы одного из входных напряжений необходимо для обеспечения работоспособно 4сти устройства сменить фазы второго входного и опорного напряжений.Блок 2 коррекции, дополнительный сумматор 3, блок 4 коммутации н инвертор 5 формируют с обратным знаком корректирующее напряжение, аппроксимирующее зависимость погрешности кусочно-ступенчатой аппроксимации функции двух переменных от входного напряжения У. В качестве блока 2 коррекции может быть применена схема, содержащая параллельно включенные транзисторно-резисторные ячейки. Каждая ячейка содержит два транзисторных пороговых элемента, эмиттеры транзисторов которых подключены к делителям напряжения, регулирующим порог срабатывания, а базы - ко входу У,. устройства.Коллекторы транзисторов пороговых элементов через резисторы соединены со входом У, что обеспечивает зависимость корректирующего напряжения от входного напряжения У, Напряжения, снимаемые с коллекторов транзисторов пороговых элементов ячейки, подаются с разными знаками на сумматор 3. При фиксированном значении У, в результате сложения этих напряжений получается периодическая зависимость выходного напряжения сумматора 3 от входного напряжения У, Положение экстремумов этои зависимости можно выбрать с помощью делителей напряжения, регулирующих пороги срабатывания пороговых элементов таким образом, чтобы они совпадали с узлами аппроксимации, установленными в функциональном преобразователе 1. Для обеспечения изменения полярности корректирующего напряжения при достижении экстремумов используется инвертор 5 и блок 4 коммутации, выход которого переключается со входа выходного сумматора инвертора 5. Указанное переключение соответствует изменению знака погрешности в узлах кусочно-ступенчатой аппроксимации. В результате суммирования выходного напряжения преобразователя 1 с корректирующим напряжением, сформированным блоком коррекции, существенно повышается точность аппроксИмации заданного семейства функций двух переменных,Примененис данного устройства при моделировании систем автоматического управления на аналоговых и аналого-цифровых вычислительных установках позволяет получить технико-экономический эффект, заключающийся в существенном повышении точности воспроизведения функций двух переменных при сравнительно простой структуре устройства.Формула изобретенияУстройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее сумматор, источник опорного напряжения, инвертор и функциональный преобразователь, первый и второй входы которого являютсяаз 2703/6 Изд.128 Тир НПО Государственного комитета СССР по делам 113035, Москва, Ж, Раушская ж 779 зобрет Подписии открытий Типография,пупов входами устройства, а третий вход соединен с выходом источника опорного напряжения, отличающийся тем, что, сцельюповышения точности, оно содержит выходной сумматор, блок коррекции и блок коммутации, первый вход которого соединен спервым выходом блока коррекции, а второй вход через сумматор соединен со вторым выходом блока коррекции, первый и второй входы которого соединены со входами устройства, а третий вход - с выходом источника опорного напряжения, первый выход блока коммутации через инвертор, а второй непосредственно соединены с первым и вторым входами выходного сумматора, третий вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, а выход - с выходом устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 10443393, кл. 6 06 6 726, 1974.2, Авторское свидетельство СССР402012, кл, Ст 06 6 7/26, 1973.