Функциональное интегрирующее устройство

11 п 732903 Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИ-Е ИЗЬБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кд. 5 06 б 7/18 с присоединением заявки РЙ Гесударстваниьа камнтет . СССР(088. 8) по делам нзобретеннй н открытийОпубликовано 05. 05. 80.Бюллетень,% 17 Дата опубликования описания 10.05.8 О В. Д. Циделко, Н. Н, Барышевский и Ю. Г. Туманов(72) Автори изобретения Киевский ордена Ленина политехнический институтим. 50-петия Великой Октябрьской социалистическойреволюции(54) ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ИНТЕГРИРУЮЩЕЕУСТРОЙСТВО Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в измерительных системахи функциональных преобразователях;Известны интегрирующие преобразователи, состоящие из суммирующего аналогового интегратора в прямом тракте,компаратора и звена обратной связи, выполненного в виде стабилизатора импульса по вольт-секундной площади и состояощего из схемы интегрирования, пороговой схемы, триггера с двумя входами иэлектронного переключателя, коммутирую.щего источник постоянного напряжения11 .Недостатком такого устройства является невозможность линеаризации передаточной характеристики устройства в широком динамическом диапазоне,Известны функциональные интеграторы, 2 Осостоящие из интегратора, компаратора,формирователя импульсов обратной связии ключа, а также сумматораодин входкоторого соединен с источником.компенсирующего напряжения интегрирующего преобразователя, второй вход - с источником преобразуемого напряжения, а выход под ипочен к одному входу переключателя, вьвход которого соединен с ключом подключения компенсирующего напряжения к интегратору прямо к другому входу черж инвертор 2.К недостаткам такого устройства относятся ограниченные функциональные во:ьможности устройства, ограниченный динамический диапазон, в котором может быть достигнута высокая точность линеаризации передаточной характеристики.Наибопее близким по технической сущ-. ности к предложенному является функциональное интегрирующее устройство, содержащее интегратор, вход которого через ключ подключен к источнику входного сигнала, а выход соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к первому выходу блока управления, а выход компаратора является . выходом устройства и связан с одним изЭ 7329 входов блока управления, второй выход ,блока управления подключен к управляющему входу ключа, третий вькод соединен с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов опорной частоты, а выход связан со счетным входом двоичного счетчика, выход которого соединен с другим входом блока управления и с первыми входами элементов И группы, 10 вторые входы которых подключены к раэрядньм выходам двоичного счетчика, а выходы связаны со входами распределителя, и источник опорного напряжения 31К недостаткам этого устройства от носится большое число участков аппроксимации для достижения вЫсокой точности преобразования.Цель изобретения - повышение точ- ности преобразования, 20Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены сумматор,. дополнительный ключ, два переключателя, инверторы, два цифроаналоговых преобразователя, управляющие входы которых соединены с выходами распределителя, сигнальные входы цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к источнику входного сигнала и источнику опорного напряжения, а выходы цифро. аналоговых преобразователей соединены со аходами генератора импульсов опорной частоты, первый вход сумматора подклю,чен к источнику опорного напряжения, второй вход связан с подвижным контактом первого переключателя, один неподвикный контакт которого непосредственно а другой через первый инвертор. подключены к источнику преобразуемого напряжения, выход сумматора соединен со аходом второго инвертора и с первым неподвижным контактом второго переключателя, второй неподвижный контакт. ксеорого подключен к выходу второго инвертъ ра, а подвижный контакт переключателя через дополнительный ключ соединен со входом интегратора, причем управляющие входы переключателей и допсанительного ключа подключены к соответствующим вы ходам блока управления. ход которого связан со входом интегратора 12 н с выходом ключа 8, выход интегратора соединен с одним иэ входовкомпаратора 13, другой вход которогосвязан с первым выходом блока 14 управления, а выход подключен к первомуьходу блока управления, другой выходкоторого связан с управляющим входомпереключателя 10, а четвертый выход З подключен к одному из входов элемента15 И, другой вход которого связан с выходом генератора 5 импульсов опорнойчастоты, а выход подключен к счетному ,входу двоичного счетчика 16, основнойвыход которого соединен со вторым входом блока управления и с одним из ьходов группы элементов 17 И, другой входкоторых связан с разрядными выходамидвоичного счетчика 16, а выходы подключены к соответствующим входам распределителя 4.Работа устройства заключается в следующемуБпок 14 управления дает сигнал начала измерения. При этом открываетсяключ 8, посредством чего аходное напряжение Х от источника преобразуемогонапряжения поступает на вход интегра.тора 12, одновременно с этим из блока 50управления приходит разрешение на элемент 15 И на прохождение импульсов генератора 5 импульсов опорной частоты насчетный вход двоичного счетчика 16. Линейное увеличение выходного напряженияийтегратора 12 продолжается в течениепервого такта двоичного интегрирования,т. е, времени На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.Функциональное интегрирующее устройство содержит сумматор 1, один иэ входов которого подключен к источнику опорного напряжения Хо и к одному из входов первого цифроаналогового преобразо.вателя 2 один из входов второго цифро 034аналогового преобразователя 3 связан со входом устройства, а его управляющий вход соединен с одним из выходов распределителя 4, другой выход которого подключен к управляющему входу цифроаналогового преобразователя 2, а выходы обоих цифроаналоговых преобразователей подключены к соответствующим входам генератора 5 импульсов опорной частоты, другой аход сумматора 1 соединен с выходом первого переключателя 6, одиниз входов которого прямо, другой черезпервый инвертор 7 связаны со входомустройства и с одним из входов первогоключа 8, выход сумматора 1 соединен со входом второго инвертора 9 и с однимиз входов второго переключателя 10, дру-гой вход которого связан с выходоминвертора 9, а выход подключен к одному иэ входов дополнительного ключа 11, вьэ732903 6 кой коэффициентов при Х и Х, т. е. х передаточную функцию вида: 5где й - емкость двоичного счетчика 12- частота импульсов, эаподняюшисчетчик в первом такте двойного интегрирования.В момент переполнения двоичный счет чик обнуляется и выдает сигнал конца первого такта в блок управления, при этом закрывается ключ 8 и открывается ключ 11, переключатель 10 устанавливается по сигналу из блока управления в такое положение, чтобы компенсирующий сигнал поступающий через ключ 11 на аход интегратора, имел полярнссть противоположную аходному сигналу. На протяжении второго -такта в двоичном сч чике кака ди 15 вается количество импульсов, пропорциональное аходному сигналу ХН+ НХпДхо - х о Ю о Ф Кроме того, при помощи такого интегрирующего устройства могут быть смодепированы передаточные функции, в которых коэффициенты при различных степених Х могут регулироваться независимодруг от друга,Моделирование передаточных функцийпозволяет расширить функциональные возможности интегрирующих устройств, уменьшить число участков аппроксимации, и,тем самым, повысить точность функциональных интегрирующих устройств.ъу к рк 1где 1, - частота импульсов, заполняющихдвоичный счетчик во втором такте двойного интегрирования:КХ- величина компенсируюшего сигнала.Наличие на одном из входов сумматора 1 переключателя 6 и инвертора 7 позволяет подучить на его. выходе компенсирующий сигнал вида Х, = Хо+ Кх . Введение двух цифроаналоговых преобразователей 2 и 3 в каналах опорного и преобразуемого сигналов, управляемых согласно заданному алгоритму с выходов распределителя 4 и воздействующих своими выходньцми аналоговыми сигналами на соответствующие аходы генератора б импульсов опорной частоты, позволяет получать выходную частоту импульсов генера О тора, находящуюся в функциональной зависимости от величины опорного и преобразуемого сигналов как в первом, так и во втором тактах двойного интегрирования. Таким образом, во втором такте двойного интегрирования в зависимости от состояния счетчика 16 включаются последовательно элементы И группы 17, соответствующие участкам аппроксимации передаточной функции устройства. В соответствии с этим изменяется частота иМпульсов генератора 5 импульсов опорной частоты.55Интегрирующее устройство позволяет моделировать квадратичный и кусочно- квадратичный характер передаточной функции устройства с независимой регулировформула изобретения функциональное интегрирующее устройство, содержащее интегратор, аход которого через ключ подключен к источнику входного сигнала, а выход соединен с одним иэ входов компаратора, другой аход которого подключен к первому выходу блока управления, а выход компаратора является выходом устройства и связан с одним из аходов блока управления, второй вькод блока управления подключен к управляющему входу ключа, третий выход соединен с одним иэ аходов элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов опорной частоты, а выход связан со счетным входом двоичного счетчика, выход которого соединен с другим входом блока управления и с первыми аходами элементов И группы, вторые входы которых подключены к разрядным выходам двоичного счеиа, а выходы связаны со входами распределителя, и источник опорного напряжения, о т л ич в ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности. преобразования, в устройство введены сумматор, дополнитель-ный ключ, два переключателя, инверторы и два цифроаналоговых преобразователя, управляющие входы которых соединены с выходами распределителя, сигнальные ахс ды цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к всточнику входного сигнала и источнику опорного напряжения, а выходы цифроаналоговых преобразователей соединены. со входами генератора импульсов опорной частоты, первый вход сумматора подключен к источнику опорного напряжения, второй вход,э 1 4,.ф ф 7 ф"ф"у7732903 связан с подвижньм контактом первого переключателя, один неподвижный контакт которого непосредственно, а другой через первый инвертор подключены к источнику преобразуемого напряжения, выход сумматора соединен со входом вто-.рого инвертора и с первым неподвижным контактом второго переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к выходу второго инвертора, а подвижный контакт переключателя через дополнительный ключ соединен со входом интеграто 4ра, причем управляющие входы переключателей и дополнительчого ключа подключены к соответствующим выходам блокауправления.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР222533, кл, б 06 б 7/18, 1967.2. Патент Англии1355174,10 кл. б 4 6, опублик. 1971.3, Авторское свидетельство СССР444204, кл. (3 06 б 7/18, 1973. Составитель С, Беланехред Н. Бабурка Корректор М. Йемчи ьиков едактор 1 Тираж 751 . Подписное. ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4