Экспоненциальный функциональный преобразователь

, М, Трокашвили и А, М, Самтеладз рете 71) Заатель стнтут систем управления АЙ Грузинской СС УЦКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛЬ 4 ЭКСПО НЦ;гАЛЬНЫЙ НРЕОБРАЗОИзобретение относится к области вычисли.тельной техники и предназначено для преобра.зования входного аналогового сигнала в напряжение, изменяющееся по экспоненциальному закону,Известен экспоненциальный функциональ, ный преобразователь, содержащий операционныйусилитель с токоизмерительным резистором вцепи обратной связи, подключенный к одномувходу управляемого генератора тока, ко второму входу которого подключен источник опорно-го напряжения, а выход генератора соединен содноименными электродами двух логарифмирующих диодов, другой электрод одного из нихсоединен со входом операционного усилителя 1,1Однако этот преобразователь не обеспечиваетвысокой тбчностн в широком диапазоне входногосигнала,Наиболее близким по технической сущности кпредложенноМу изобретению является преобразователь, который содержит последовательно включенные компаратор и триггер, неинвертирующийвыход которого соединен с управляющим входомпервого ключа, и интегратор, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя и первым информационным входом первогоключа, выход которого через сглаживающийфильтр соединен с выходом преобразователя 21,Однако этот преобразователь также не обеспечивает достаточной точности в широком диапазоне изменения входного сигнала.Цель изобретения - повышение точности работыпреобразователя,Указанная цель достигается тем, что преобразо. ватель содержит дополнительный интегратор, входи выход котрого;подсоединены соответственнок выходу и первому входу компаратора, первыйи второй элементы И-НЕ, подключенные первымивходами к неинвертирующему выходу триггера,и второй, третий и четвертый ключи, второй информационный вход первого ключа соединен с инвертирующим выходом триггера, информационныйвход второго ключа является входом преобразователя, а его управляющий вход и выход подсоединены соответственно к выходу и второму входу компаратора, информационный вход третьегоключа подключенк выходу суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом компаратора и со вторым входом первого элемента И.НЕ, подключенного выходом ко вто.рому входу второго элемента И.НГ и к управля. юшему входу третьего ключа, выход которого соединен со входом основного интегратора и с выходом четвертого ключа, управляющий и информационный входы которого подключены соответственно к выходу второго элемента И-НЕ и выэаэду основного цйтегратора.Блок-схема экспоненциального функционального преобразователя приведена на чертеже.Преобразователь содержит ключ 1, компаратор 2, интегратор 3, триггер 4, элемент И-НЕ 5, суммирующий усилитель б, интегратор 7, ключ 8, сглаживающий фильтр 9, элемент И-НЕ 10, ключ 11 и ключ 12,Преобразователь работает следующим образом. 20 При поступлении аналогового напряжения "Х" на вход ключа 1 компаратор 2 устанавливается в "единичное" состояние, соответствующее со.стоянию, при котором на выходе компаратора 2 фиксируется напряжение "Мт". Интегратор 3 вырабатывает напряжение "М 1",которое сравш.вается с величиной входного сигнала "Х" на компараторе 2. В момент равенства этих напряжений компаратор 2 перебрасываетсявсостояние "0", ключ 1 запирается и интегратор 3 нашнает компенсировать напряжение цМт", Когда на ийтеграторе 3 выходное напряжение становится больше нуля, компаратор 2 перебрасывается в "единичное" состояние, отнираетсяключ 1 и процесс циклически повторяется, При этом на выходе компаратора 2 формируются прямоуголь.ные импульсы с равной скважностью, длительность т которых пропорциональна величине вход.ного сигнала "Х" (1 = ХМКХ, где К = 1/М - постоянный коэффициент), которые поступают на счетный вход триггера 4. Триггер 4 перебрасывается отрицательным фронтом каждого им пульса и в момент, когда на егонеинвертирующем выходе устанавливается "единичное" состояние, отпирается ключ 12, управляемый эле.ментом И-НЕ 10, и происходит разряд интегратора 7. В момент эапирания ключа 12 отпирается ключ 11, управляемый от элемента И-НЕ 5.При этом состоянии ключей 11 и 12 суммиру.ющий усилитель б с интегратором 7 включены по схеме апериодического звена первого порядка, на выходе интегратора 7 которого формируется экспонента вида "е - Г, при поступлении на вход усилителя б амплитуды М полки переключения компаратора 2. В этом случае длительность нарастания экспоненты 0 равна длительности 1 = КХ импульсов переключения.Таким образом на выходе апериодического эве на в течение времени т длительности импульсов переключения формируется экспонента е .- 1.Последующий отрицательный фронт импульсов переключения компаратора 2 вновь перебра. сывает триггер 4 в такое состояние, при кото. ром на его неинвертирующем выходе устанавли. вается нулевой потенциал. В этом случае запн. рается ключ 11 и отпирается ключ 8, на анало. говые входы которого поступают напряжение с выхода апериодического звена е - 1 и едикхничное положительное напряжение с инвертирующего выхода триггера 4. Просуммированный сигнал "е" поступает на вход фильтра 9. При последующем переключении триггера 4 запирается ключ 8 и на фильтре 9 фиксируется значение преобразованного напряжения. Одновременно с этим отпирается ключ 12, осуществляющий сброс интегратора 7 в исходное состояние и подготавливающий преобразователь к новому шагу преобразования.Формула изобретенияЭкспоненциальный функциональный преобразователь, содержащий последовательно включенные компаратор и триггер, неинвертирующий выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, и интегратор, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя и первым информационным входом первого ключа, выход которого через сглаживающий фильтр соединен с вьходом нреобразо. вателя, о т л и ча ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, он содержит дополнительный интегратор, вход и выход которого подсоединены соответственно к выходу й первому входу компарато. ра, первый и второй элементы И-НЕ, подключенные первыми входами к неинвертирующему выходу триггера, и второй, третий и четвертый ключи, второй информационный вход первого ключа соединен с инвертирующим выходом триггера, информационный вход второго ключа яв. ляется входом преобразователя, а его управляющий вход и выход подсоединены соответственно к выходу и второму входу компаратора, информационный вход третьего ключа подключен к выходу суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом компаратора и со вторым входом первого элемента И-НЕ., подключенного выходом ко второму входу второго элемента И-НЕ и к управляющему входу третьего ключа, выход которого соединен со входом основного интегратора и с выходом четвертого ключа, управляющий и информационный входы которого подключены соответственно к выходу второго элемента И-НЕ и выхо. ду основного интегратора.690506 оставитель Г. Сорокин хред СМигаи Корректор Н, Горв ктор Д. Зубо Тираж 780НИИПИ Государственного копо делам изобретений и откр13035, Москва, Ж, Раушск аказ 6486/58 одни ССР митетаытийая наб илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР К" 542203,кл. 6 06 6 7/24, 1977. 62. Справочник по аналоговой вычислительной технике, под ред. Г, Е, Пухова, Киев, 1975, с. 186- 187, рис, 3.40 и с. 56, рис. 1,25 (прототип) .