Устройство для функционального преобразователя кода в напряжение

( ц 647865 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсиик Социапистич 6 ски х Республик61) Дополнительное к вид 51) М. Кл.и 03 К 13/0 б 06 5 7/26 2) ЗаЯвлено 081074 (21) 2067315/18-21присоединением заявки-Госуд рственный СССР елам изоб и открытн(71) Заявител енский ордена Ленина политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции СТРОлСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОДЛ В НАПРЯЖЕНИЕ(5 проОвом 5 Изобретение относится к аналоговой и цифроаналоговой технике и предназначено для моделирования извольных функций методом кусочн линейной аппроксимации при цифро представлении аргумента.Известен функциональный преобразователь кодовой информации н аналоговую, используемый при воспроизведении функциональных зависимостей и Ю содержащий регистр, дешифратор и функционально-линейный преобразователь 11 . Недостатком его являются ограниченные функциональные возможности,)о Известен также функциональный преобразователь кода в напряжение, содержащий собственно функциональный и линейный преобразователи кода в напряжение, входы первого из которых через дешифратор и второго непосредственно подключены к старшим и младшим разрядам регистра (счетчика), а их выходы подсоединены ко входам сумматора 21. Недостатком такого преобразователя является то, что он имеет ограниченные функциональные возможности и позволяет носпроизводить лишь монотонные выпуклые нели- чейные функции, первая производная которых в пределах полного изменения аргумента имеет положительный знак. Кроме того, перестройка преобразователя на моделирование новой функциональной зависимости сопряжена со сложным аналитическим расчетом резисторов цифрового управляемого резистора для задания необходимых углов наклона отрезков ломаной и резисторов ординат, причем с увеличением числа отрезков существенно возрастает и сложность вычислений и, кроме того, механическая установка значений этих резисторов связана с трудностями эксплуатационного характера.С целью расширения класса воспроизводимых функций и упрощения настройки в предлагаемое устройство для функционального преобразования кода в напряжение, содержащее функциональный и линейный преобразователи кода в напряжение, входы первого из которых через дешифратор и второго непосредстненно подключены к старшим и младшим разрядам регистра соответственно, а их выходы подсоединены ко входам сумматора, введены генератор импульсов возбуждения, делитель импульсного напряжения, раэ,преобразователь кода В напряжение 110 осуществляют ступен:.атую аппрокси 15 20 30 40 ходимого коэффициечта передачи трансформатора 12 применены разделительные конденсаторы 18,19.Входной зажим 50 вязывающий усилитель и двухпозиционные линейные ключи, причем второй вход дешифратора соединен с генератором импульсов возбуждения, к выходу дешифратора подсоединен делитель импульсного напряжения, выход которого через развязывающий усилитель и двухпозиционные линейные ключи связан со входом линейного преобразователя кода в напряжение," кроме того Функциональный и линейный преобразователи кода в напряжение и делитель импульсного напряжения выполнены на основе аналоговых запоминающих элементов в виде широкополосных сегнетоэлектрических трансформаторов.На Фиг.1 представлена структурная схема Функционального преобразователя; на Фиг.2 - широкополосный сегнетопьезозлектрический трансформатор; на Фиг.3 - график,. поясняющий работу устрОйстВа. устройство состоит из функционального преобразователя кода в напряженне 1, делителя импульсного напряжения 2, линейного преобразователя кода в напряжение 3, дешифратора 4, регистра (счетчика) 5, развязывающего усилителя б, двухпозиционных линейных ключей 7, сумматора 8 и генератОра импульсОВ ВОзбужДения 9, Клемма 10 является входом устройства, а Выходное напряжение снимается с кле.кыБ Основу построения Функционального 1 и линейного 3 преобразователей делителя импульсного напряжения 2 положен широкополосный сегнетопьезоэлектрический трансформатор 12, состоящий из сегнетопьезоэлектрических секций Возбуждения 13 и генерирования 14, Входного электрода 15, зкранирующего электрода 16 и выходного электрода 17, Для защиты дешифратора 4, сумматора 8, а также усилителя б и ключей 7 от попадания высоковольтных напряжений (все элементы преобразователя имеют интегральное исполнение),установки необбуждения всех сегнетопьезозлектрических трансформаторов устройства.Функциональный преобразователь кода в напряжение работает следую" щим образом,На клемму 10 устройства поступает аргумент в виде двоичного кола в соответствии с которым старшие разряды регистра (счетчика) 5, дешифратор 4 и собственно Функциональный мацию воспроизводимой зависимости(см.ступенчатую линию ОРА)1 ВЗбд."0 Г ,Фиг. 3., 11 ричем, участки разбиения аргумен - та по оси абсцисс устанавливаюся дешифратором 4, а значение Орлинаты конкретной ступени Определяется коэффициеном передачи ПО напряжению трансформатора )2, полключенного к данному выходу дешифратора 4, н остается постоянным на Всем участке. Линейная надстройка каждой вышеуказанной ступени реализуется младшими разрядами регистра (счетчика) 5, делителя импульсного напряжения 2, усилителя б, ключей 7 и собственно линейного преобразователя 3, необходимый угол наклона линейного участка достигается подачей на В,:Оды трансформатора 12 собственно преоб - разователя 3 импульсов напряжения соответствующей амплитуды, Форирование которой обеспечивается дели:елем 2 и усилителем б, В связи с тем, что коэффициенты передач по нап;.-.жению трансформатора 12 линейно.О преобразователя 3 уста;:,:п.ваются согласно весам разрядоэ двоичного кОда, то амплитуда Выходных импсль - сов в пределах каждогс участка изменяется по линейному закону.Таким образом, в процессе последовательного поступления аргумента Я нд. клемму 10 ст)10 йстза на клем -х,-ОН ."ме 11 его в результате суммирования амплитуд импульсОВг напряжсния, представляющих собой теку,;ее зна.е - ние ординаты и импульсов линейного участка, образуется результирующая амплитуда импульсов напряжения, закон изменения которой следует вырению55 20 подсоединен к соответствующему выходному зажиму дешифратора 4 или ключа 7, а с помощью клеммы 21 трансФорматор 12 подсоединяется к входному зажиму сумматора 8 или входному зажиму усилителя 6. На клеммы22, 23 подается напряжение установки требуемого коэффициента передачипо напряжению, которое через разделительные резисторы 24, 25 прикладывается к возбуждающей 13 или генераторной 14 секциям трансформатора12; генератор импульсов 9 вырабатывает синхроимпульсы для дешифратора4, которые являются импульсами возгде Ц) - амплитудное значение импульсов, поступающих на входы трансформатора 12 собственно Функционального преобразователя 1 и делителя 2;Л 1 - число участков аппроксимации;М - переключаюцая Функция, равна,я единице на ) -Ом раст:е;М - вектОр двоичных аргументов старших разрядов;К - коэффициенты передач в ,.О напряжению трансформатора 12 преобразователя 1;Ко- коэффициенты передач пс на-. пряжению канала передачи импульса, включающего в себя трансформатор 12 делителя импульсного напряжения 2, усилителя 6 и ключей 7;х - цифры двоичного кода;5 - число младших разрядов регистра (счетчика) 5.Вышеуказанное выражение является кусочно-линейной аппроксимацией исходной зависимости 1= (х) , приведенной к машинным переменным, На участках, где первая производная отрицательна, текущее значение выходного сигнала создается путем вычитания выходного сигнала линейного собственно преобразователя 3 из выходного сигнала преобразователя 1. Для получения выходного сигнала преобразователя 3 отрицательной полярности необходимо изменить полярность импульсов возбуждения трансформатора 12 данного преобразователя на противоположную, чта возможно установкой необходимага направления вектора поляризации секции возбуждения 13 . или генерирования 14 соответствующего трансформатора 12 делителя импульсного напряжения 2. Аналогичным образом можно получить импульсы. отрицательной полярности на выходе трансформатора 12 преобразователя 1 и использонать их для моделирования ординат отрицательных ступеней разнопслярных функций.Использование развязывающего усилителя двухпазиционных линейных ключей, делителя импульсного напряжения, а также исполнение его и собственно линейного и функционального преобразователя кода в напряжение на осноне широкополосных сегнетспьезоэлектрических трансформаторов выгодна отличает предлагаемый Функциональный преобразователь кода в напряжение от прототипа, так как позволяет значительно расширить его функциональные возможности, Л именно, с помощью предлагаемого устройства возможно воспроизведение по методу кусочно- линейной аппроксимации монотонных вогнутых и выпуклых функций, функций, содержащих несколько экстремумов, участки с различной крутизной, разнополярных функций, Одновременно с этим упростилась подготовка Функционального преобразователя для моделирования новой нелинейности и свелась к определению из графического представления кусочно-линейной аппроксимации Функции необходимых коэф"фициентов передач по напряжению ШСПТ,входящих в состав собственно функционального преобразователя кода в напряжение и делителя импульсного напряжения и дальнейшей их электричес кой установки, в основу которой положена электрическая управляемость уровнем поляризации секций возбуждения игенерирования широкополосных сегнетопьезоэлектрических трансформаторов.10 Кроме того, тнердотельное изготовление ЫСПТ и интегральное исполнениеостальных элементов делает предлагаемое устройство малогабаритным.15Формула изобретения1. Устройство для Функциональногопреобразования кода н напряжение,содержащее функциональный и линейный преобразонатели кода в напряжение, входы первого из которых черездешифратор и второго негосредственно подключены к старшим и младшимразрядам регистра соответственно,25а их выходы подсоединены ка входамсумматора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения классавоспроизводимых Функций и упрощениянастройки, в него введены генераторимпульсов возбуждения, делитель импульсного напряжения, развязывающийусилитель и двухпозиционные линейные ключи, причем второй нход дешифратара соединен с генератором им 35 пульсов нозбуждения, к выходу дешифратора подсоединен делитель импульсного напряжения, выход которого черезразвязывающий усилитель и двухпазиционные линейные ключи связан со вхо 40 дсм линейного преобразователя кода внапряжение,2, Устройства по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что функциональныйи линейный преобразователи кода внапряжение и делитель импульсногонапряжения выполнены на основе ана 45 логовых запоминающих элементов в виде широкополосных сегнетоэлектрических трансформаторов.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе50 1. Патент Англии Р 1257066,кл. 64 Н, 14.10,71.2. Авторское свидетельство СССРР 377806, кл, 6060 7/26, 1971.647865 Ьг г 13 1 б Ь У 7 23Ф - С 2 ф 8 ых НЯ 5 мхг Фауолубович Корректор Л. Небо СосуТехре телыЭ.Чуж ктор Н.Кам Заказ 334 51 Тираж 1059 исное цНИИПИ Государствен итета СССР по делам изобре открытий 13035, Москва 6-35, Раушск д. 4/5Подпного комтений иая наб.,П 1 Патент, г,ужгород, ул,Проектна или