Импульсный функциональный преобразователь

,ЯО,З(50 0 06 0 7 номитет ссср тений и отнеытисуд АРСТВенн о делАм изо РЕТЕНИ 13 т автомат 3689754,1972.тельство ССС7/26, 1977. ОПИСАНИЕ(54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор импульсов, соединенный выходомс входом распределителя импульсов,подключенного потенциальным выходомк входу генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый масштабный резистор соединен свходом нуль-органа, подключенным через второй масштабный резистор к первому входу импульсного функционального преобразователя, импульсные выходы распределителя импульсов подключены к первым входам соответствующихэлементов И группы, выход источникаопорного напряжения через третий масштабный резистор и ключ подключенк входу нуль-органа, соединенного выходом с входом НЯ-триггера, выход которого соединен с управляющим входомключа и вторыми входами с второго по иэлемент И группы, второй вход импульсного функционального преобразователя соединен с первыми выходамии масштабных резисторов группы, второй вывод каждого из которых черезсоответствующий ключ группы соединенс входом выходного усредняющего усилителя, выходы и элементов И группыподключены к управляющим входам соответствующих и ключей группы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности и расширения динамического диапазона входного сигнала, в него введены два дополнительныхэлемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, вход которого соединен свыходом нуль-органа и первым входом апервого дополнительного элемента И,выход элемента НЕ соединен с первымвходом второго дополнительного элемента И, вторые входы первого и вто-рого дополнительных элементов И соединены соответственно с первым ии-ым импульсными выходами распредели.теля импульсов, выходы первого и вто.рого дополнительных элементов И соединены сооответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИвторые входы которых соединены с выходом НЯ-триггера, выходы первого ивторого элементов ИЛИ подключены квторым входам соответственно первогои и-го элементов И группы.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при моделировании нелинейных систем, а также в системах автоматического регулирования.Известен функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, элементы И, ключи, резисторы, усилитель с усредняющей обратной связью и многоканальный распределитель импульсов, выполненный на 10 счетчике и дешифраторе 1 .Недостатком данного функционального преобразователя является сложность регулировки выходного сигнала в узлах интерполяции, в частности при 15 необходимости изменить выходной сигнал в 1-ом узле, не изменяя его ч остальных узлах, требуется производить регулировку всех резисторов, начиная с -1. 20Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, соединенный выходом с входом распределителя импульсов, подключенного потенциальным выходом к входу генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый масштабный резистор соединен с входом нуль-органа, подключенным через второй масштабный резистор к первому входу импульсного функционального преобразователя, импульсные выходы распределителя импульсов подключены к первым входам соответствующих элементов И группы, выход источника опорного напряжения через третий масв табный резистор и ключ подключен к входу нуль-органа, соединенного выходом с входом КБ-триггера, выход которого соединен с 40 управляющим входом ключа и вторыми входами с второго по иэлементы И группы, второй вход импульсного функционального преобразователя соединен с первыми выводами и масштабных резисторов группы, второй вывод каждого из которых через соответствующий ключ группы соединен с входом выходного усредняющего усилителя, выходы и элементов И группы подключены к управляющим входам соответствующих п ключей группы 2 .Недостатком известного устройства является низкая надежность импульсного функционального преобразователя вследствие того, что выходное напряжение преобразователя принимает нулевые значения в случае одинаковой полярности входного напряжения преобразователя и напряжения, вырабатываемого генератором пилообразного напря- оО жения, а также в случае превышения по абсолютному значению уровня входного напряжения преобразователя над уровнем напряжения, вырабатываемого генератором пилообразного напряжения, 65 что приводит к ошибкам моделирования и сбоям в работе систем автом=тического регулирования.Нелью изобретения является повышение надежности импульсного функционального преобразователя и расширение динамического диапазона входного сигнала.Эта цель достигается тем, что в импульсный функциональный преобразователь дополнительно введены два дополнительных элемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом нуль-органа и первым входом первого дополнительногоэлемента И, выход элемента НЕ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, вторые входы первого и второго дОполнительных элементов И соединены соответственно с первым и и-ым импульсными выходами распределителя импульсов, выходы первого и второго дополнительных элементов И соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом Бя-триггера, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к вторым соответственно первого и в-го элементов И группы.На чертеже приведена функциональная схема импульсного функциональногопреобразователя.Импульсный Функциональный преобразователь содержит генератор 1 импульсов, соединенный выходом с входом распределителя 2 импульсов, подключенного потенциальным выходом к входу генератора 3 пилообразного напряжения, выход которого через первый масштабный резистор 4 соединен с входом нуль-органа 5, подключенным через второй масштабный резистор б к первому входу импульсного функционального преобразователя, импульсные выходы распределителя 2 импульсов подключены к первым входам соответствующих и элементов И группы 13, выход источника опорного напряжения через третий масштабный резистор 7 и ключ 8 подключен к входу нуль-органа 5, соединенного выходом с входом ББ-триггера 9, выход которого соединен с управляющим входом ключа 8 и вторыми входами с второго по иэлементы И группы 13, второй вход импульсного функционального преобразователя соединен с первыми выводами и масштабных резисторов группы 10, второй вывод каждого из которых через соответствующий ключ группы 11 соединен с входом выходного усредняющего усилителя 12, выходы п элементов И группы 13 подключены к управляющим входам соответствующих и ключей группы 11, вход элемента НЕ 14 соединен с выходом нуль-органа 5 и первым входом первого дополнительного элементаИ 15, выход элемента НЕ 14 соединен с первым входом второго дополнительного элемента И 16, вторые входы первого 15 и. второго 16 дополнительных элементов И соединены соответственно с первым и и-ым импульсными выходами распределителя 2 импульсов, выходы первого 15 и второго 16 дополнительных элементов И соединены соответственно с первыми входами первого 17 и второго 18 дополнительных элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом НЯ-триггера 9, выходы первого 17 и второго 18 дополнительных элементов ИЛИ подключены к вторым входам соответственно первого и и-го 15 элементов И группы 13.Импульсный функциональный преобразователь работает следующим образом.В начале рабочего цикла нУль- орган 5 под действием входного напряжения находится в состоянии "0". Инвертор, выполненный на элементе НЕ, инвертирует этот сигнал и на вход второго дополнительного элемента И 1625 поступает разрешающий сигнал. Так как второй вход второго 16 дополнительного элемента И подключен к в-му выходу импульсного распределителя 2, импульс на котором появляется лишь в конце рабочего цикла, то второй дополнительный элемент И 16, следовательно, закрыт и не изменяет состояния второго элемента 18, а на его выходе сигнал "0" поддерживает нулевой уровень сигнала на выходе и-го З 5 элемента И группы 13, и-ый ключ группь 1 11 выключен. Во время того же рабочего цикла под действием возрастаю- щего пилообразного напряжения происходит переключение нуль-органа 5 в 40 состояние "1". Инвертор 14 инвертирует этот сигнал, подавая его на второй вход второго дополнительного элемента И 16, на время действия импульса, где- интервал между им пульсами, выдаваемыми генератором 1С и-го выхода распределителя 2 импульсов поступает запрещающий сигнал. И лишь тогда, когда входное Напряжение, возрастая, превышает максимальное выходное напряжение генера. тора пилообразного напряжения, выходит иэ рабочей области импульсного функционального преобразователя, смещаясь за пределы последнего участка интерполяции, и происходит постепенное сокращение длительности импульса БЯ-триггера 9, управляющего в этом случае п-ым ключом группы 11, ключом 8 вплоть до полного его исчезновения в момент, когда входное напряжение полностью выйдет из границ последнего участка интерполяции. При этом переключение нуль-органа 5 из состояния "0" в "1" происходит в пределах действия импульса с п-го выхода распределителя 2 импульсов, т.е. внутри последнего участка интерполяции. На выходе элемента НЕ 14, а следовательно, и на втором выходе второго дополнительного элемента И 16 появляется .разрешающий сигнал, совпадающий по времени с импульсом на и-ом выходе распределителя 2 импульсов, Разрешающий сигнал на выходе второго 16 дополнительного элемента И через второй элемент ИЛИ и элемент И группы 13 поступает на управляющий вход и-го ключа группы 11, открывая его,Таким образом, по мере сокращения длительности импульса на выходе триггера 9 происходит одновременное,увеличение длительности сигнала, выра-батываемого вторым дополнительным элементом И 16, причем суммарная длительность сигнала управления п-ым ключом группы 11 остается неизменной, При полном исчезновении импульса НЯ-триггера 9 управление и-ым ключом группы 11 полностью осуществляется вторым дополнительным элементом И 16 через элемент ИЛИ 18 и и-ый элемент И группы 11 импульсами, поступающими с и-го вь 1 хода распределителя 2 импульсов, нуль-орган 5 в этом случае постоянно. находится в состоянии "Оф. На выход выходного усредняющего усилителя 12 поступает ток, определяемый проводимостью подключенного последнего участка интерполяции. Таким образом, в импульсном функциональном преобразователе при любых значениях входного напряжения не прекращается управление ключами группы и тем самым исключается возникновение нерасчетных (нулевых) значенийвходного напряжения, и достигаетсянадежная работа импульсного функционального преобразователя.1084827Составитель Н,ЗайцеВ Редактор Л.Гратилло Техред Т.Маточка . Корректор Г,Решетник Заказ 2013/45 . Тираж 699 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5Фипиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4