Устройство для преобразования функций

О Л И С А Й И Е ,ща 24195ИЗОБРЕТЕИИЯк авторскому свидетельству Союз Советскии Социалистииескии Республик) ЗаявленоО 2 соединением заявкиГооударстееииый комет Соаета Микистров ССС оо делам иэоеретений и открытий) Дата опубл анин оп 2) Автор изобретении Новосел елябинский политехнический инс им, Ленинского комсомола 4) СТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУНКЦИЙтня являетс тройства дл 10ванияатель,блокк инго естно устрй, содержователь с йство для преобраэо ее входной формиров палов программы и которсго подключен дам первого и второ ничителей, подсоедин лами соответственно вычитания формацион 1 х вхо уп ляемь ляющт ог ти в рому выходам формирователяограммы. вому и втосигналов и Известное устройствоточность преобразованиясушественн:й неляней:ост1 функциь в точках отдыхаиспользования демодулято имеет низкую обусловленнуюю результирующейи необходимостью в)Изобретение относится к области аналож"овой вычислительной и измерительной техники и может быть использовано для расши,";реиия диапазона работы преобразователя угла поворота вала в пос-оянное напряжение путем плавного перехода между характерис,тиками первичных датчиков, заданными в ограниченном диапазоне, например линейных ,поворотных трансформаторов.Извофункциашф Целью изобретет я повышениеточности работы ус я преобразо-ванин фунций,Эта дель достигается путем использо,вания специального устройства с обратвым 1 е1 связями, имеощего две цепи промежуточного преобразования си"чалов с носледовате .ьно включенным: в;одным интегратором,широтно-импульсным модулятором и дополнительным управляемым ограничителем вкаждой и цепь основного преобразованиясигналов с последовательно вклю бреннымизкстраполятором, корректирующим блокоми выходным интегратором. Суммирующиевходы входных интеграторов подключенысоответственно к,выходам первого и второго управляемых ограничителей, к перво-му и второму выходам входного формирова,соединены соответстветп:о с первым и вто рым входами блока вычитания, а Выхвды, дополнительных управляемых ограничителей, подсоединенных управляющими вхадам 1 иляемьгх ограничителей равны 0,5, Разность входных сигналов одинаково компенсируется квк на первом, так и на втором Входах устройства, а нв его выходе действует полусумма Входных сигналов. Две цепи проме жугочного преобразования сигналов выполняют функцию интегратора с такйми,же пе,редаточными характеристиками как одна цепь в двух крайних положениях.При отсутствии дополнительных управ ляемых ограничителей 10 и 11 и медлен-, ном изменении входных сигналов устройство работает аналогично. Однако при быстрых изменениях независимой переменной 9 коэффициент передачи по отключенному сиг нвлу не равен нулю. Это создает большие погрешности в виде помех, действующих на выходе устройства для преобразования функ ций и изменения динамического коэффициента передачи. При скачкообразном полном от ключении одного канала возникает импульсная помеха. Предложенное устройство 1 позволяет реализовать непрерывный переход с одной функциональной зависимости на дру;гу 1 о при условии полного отключения одной из них как в статике так и в динмике. Грубые" в смысле точности злементыуправляемые ограничители и широтно-импульсные модуляторы осуществляют;.реобраэо,-ение интеграла от раэпостного сигнала двух каналов, и их погрешности не сказываются на статической точности устройстввВходной интегратор работает следующим образом.Р течение одного полупериодв опорного сигнала ключ 16 замкнуг, в ключ 17 ряромкнут. При этом ня интетрисующем конденсаторе 18 осуществляется интегрирование входного тока, предстявляюше"о собой сумму постоянных и переменных сигналов. Погрешность замкнутого ключа 16 практически не влияет нв точность интегрирования из эа включения его л прямую цепь усилителя, имеющего большой козфрициент передачи, а погрешность, вносимая первзитными токами разомкнутого ктпоча 17, весь ма незначительна, В течение другого полу- периода опорного сигнала ключ 16 рвэоьаснут а ключ 17 замкнут. В этом интервале конденсатор 18 сохраняет заряд, Ня входе усилителя 15 действует нвлря.ение прямоугольной формы, амплитуда которого пропорционально. интегралу от сигнала ошибки, соответствующего каналу устройства для преобразования функций, равного сумме средних значений входных постоянгъгх и перемекных сигнвлов за пслупериод опор,ного напряжещж Такое построение входных ИнтЕГратОрСВ тгОЭВС.".:Е-;гр: СрвзспггВЯТЬфункции, Заданий кя си "-,.;Ллги ксстсянЯОГО тока, так и сцг "; ",е ",.";гчсго) ;тсга, снимяемьггги," "; рс выходов ИНДУКЦИОНгтЫХ ДЯТЧИт.ОВ Т "1 ЯгогвйНОГО 1 вращающегося трягг:.фс:;". Ора беэ исполь 1зонЯННЯ СгоЦЧВЛ 1 РтЫХ ДЕ ";Дтгятт 1 ОВ От рые снижают точность .греООраэсввния,ШИРОТНО ИМПупьег гР гАСР,ЛЙТОВЫ 8 и 3 работают по мгновенн- , энэчониям напряжения, действующего н;. Выходе усилителя 15 В конце периода ин"; - :срггравания,Широтно-иг.игульсный моду ятср меж т быть реализован с испсцв.-ггием устройства, содержащего интегрир, -ший конден,сатор кстОрый заряжает я с малой постоянной времец; .гцквлсг, ц-, гг"алсццтм ггя выходе оперядио ч.д,; сг 1 гпгтс,г:г. я затем откгпс- ЧЯЕТСЯ ОТ ВЫХОДЯ И РЯВРЯжвчтгя ПОСТОЯттНЫМ током до Определенно о у-ц,тич, не которомсрвбвтыввет пороговое устрсйс гво. Интервал 1 -:времени между мОментОМ ст г"по".ения коиденсатора ч г/Оменусм срасятьгвги 1ОрогонотОустройства Ощ)едетгяет длит.льгость ВыхОднот, импульев; Синхронно рабо ",ет внало 1 гичный широтно-импульсный модулятор друг гого канале, При этом на Выходе устройства вычитанич 3 получаются ряэнололярныеиротно-модулироваттные,мпулт аы, Постоя тную ссстввлпсшую длительное "и шире: ИоМсдулирОВВК:.Ь ИМтту ЛЬСОВ, Д:АствуЮИЬХ,. На ВХОДЯХ От 0 ои оГ.оего,л 3 С г,ЧСуробряэнс скомпенсировать и":, .":г,ц постоянНОй ДЛИТЕЛЬНОСтггУпоявляог ые Огсяглцсоболю 4 и 5) должны иметь вы;, .;:.,1" "-нял голь КО В ВИДЕ гггИРгНОМОДгЛПОСВ , . Иг,;ПУЛУ .агтглиеигг , Эя Гт.г я,г;, ", д;:яро ГРЯММЫ т ДОД,г;Е; -л,; ., ВОВЯ;, ; Ц,:,ч тгс ТО.гНГОГО т Гг г"оОИГ 1 Ч Сг-МХ В интервалах ме;:кду,втульсяьагвносюцихдокслнительньг: сгрецгнс с ги, искажающиеВыходнугс Фунг.с;": , Ч. В таком ограничителе могут "ыть испсльэовакьг дисдньге ,переключатели токе прогрягы для импуль,сов положительной и Отрицательной поляр-кости, .:.Оммутируемых цгиротнс-мсдулироввниымгг цмнульсями, вьгходы которых черездисднугс эску нечувствительности, содержа,щую двя параллельно и встречно включентъгх кредпти:вых диода, подключены ко в;1 О-, дям соответствующих входных интегрвтс, ов, Для уменьшения влияния Обратных токов за,пертых диодов перектпочатег.е.". Вьгхсдг г пере 1 ключвтелей соединены с землей через резисторы.Экстрапслятор 12 преобразует иирогно модулирс: вгггый сигнал в непрерывньгй .и обеспечивает минимум пульсяциг Выходного напряжения устройства.ля сигналов программы, подключены к суммирующим входам экстраполятора. Входформирователя сигналов программы подключен к входу входного формирователя. Крометого, каждый входной интегратор содержит боперационный усилитель, два противофазноуправляемых ключа, входы которых соединены с выходом операционного усилителя, иинтегрирующий конденсатор, который ввпочен между выходвми ключей и подсоединен И)одним из выходов ко входу операционногоусюплеля,На фиг, 1 представленс Функциональная,схема устройства для преобразованияфукций; нв фиг 2 - принципиальная схема )бвходногр интегратора.Устройство для преобразования Функций содержит входной Формирователь 1 и формирователь сигналов программы 2, имеющий первый и второй выходы и вход, соединенный со входом Формирователя 1, и блок вычитания 3, выход котороге подключен к информациэнным входам первого и второго 4 и 5 управляемых ограничителей, подсоединенных управляющими входами соцтвет-ственно к первому и второму выходами формирователя сигналов программы. Устройство содержит две цепи промежуточного преобразования сигналов с последовательно вкл,"-.З) ченными входными интеграторами 6 и 7 широтно-импульсными модуляторами 8 и 9 н дополнительны" ж управляемыми ограничителями 1 О и 11 в каждой и цепь основного преобразования сигналов с последовательно включенными экстрвнолятором 12, корректирующим блоком 13 и выходным интегратором 14, Суммирующие входы интеграторов 6 и 7 подключены соответственно к выходам первого и второго ограничителей 4 и 5, к первому и второму выходам формирователя 1 и к выходу интегратоа 14. Выходы модуляторов 8 и ) соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания 3, а выходы ограничителей 10 и 11, подсоединенных упрввляющйМи входами к первому и второму выходам формирователя сигналов программы 2, подключены к суммирующим входам экстралолятора 12.ЯКаждый входной интегратор содержит операционный усилитель 15, двв противофазно управляемых ключа 16 и 17, входы которых соединены с выходом усилителя 15, М интегрирукнций конденсатор 18, который щ включен между выходами ключей и подсоединен одним из выводов ко входу усилителя 15.В предлагаемом устройствереализуется переход между двумя близкими фунспиями от Независимой переменной ч), действуощими. 60 4а первом и втором выходе входного формиователя 1 И) и 1 Я), кото)ый заканчивается1полным отключением одного из сигналов, Управление переходом осуществляется сигналами уйЬ у(Ч), действующими на первом и втором выходе формирователя сигналов программы 2, Вне диапазона программного перехода один из сигналов полностьюклочен,и его изменения по прсизвольномуко.;у не влияют. на величину выходи то сигнала Ь 1 У), снимаемого с выхода интегратора 14, Зависимость выходного сигнала етройства для Формирования функций от входных и сигналов управления можно представить уравнением:Е И)у С 9)+Ю (9)у (М)у (9)+ч И)Если сигнал управления У (фР) изменяется в диапазоне перехода по линейному зако- ну от О до 1, а сигнал управления У (Т) изменяется твк, что выполняется равенствоу (Ч)+М 9)=й ) (2)реализуется непрерывный переход с одной функциональной зависимости на другую по. линейному закону, Реализация такого программного перехода между двумя близкими па значительном интервале функциональными .:ввисимостями обеспечивает непрерывную результирующую зависимость.В одном из крайних положений устройства, например, когда коэффициенты передачи ограничителей 1 О и 5 равны 1, в коэффициенты передачи ограничителей 4 и 1 1 равны О, первая цепь промежуточного преобразов, ния сигналов работает в режиме интегратора, а ее выходной сигнал подается на вход экстраполяторв 12, Интегратор второй цепи 7 при этом охвачен единичной обратной связью по величине выходного напряжения, в его вы ходной сигнал ограничителем 11 отключ дн от входа экстрвполятора. Разность входных сигналов 1( и 1 ( 1 ) компенсируется нв втором входе сигналом, действующим на выходе ограничителя 5, Г этом положении за счет глубокой обратной связи напряжение, действующее на выходе устро":ства для преобразования функций, с высокой точностью равно сигналу, действующему на первом входе, а любые .изменения сигнала второго входа не влияют на величину выходного сигна- ла. В другом крайнем положении аналогичн отключается сигнал первого хода, а на вы-, ходе устройства с высокой точностью поддерживается сигнал, равный сигналу, дейстую щему на втором входе, Р среднем положении устройства коэффициенты передачи всех упрев