Функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Севз Советских СоциалистическихРеспублик . о 1744637(22) Заявлено 240276 (21) 2327257/18-24с присоединением заявки Мо(51) М. Кл.2 6 06 6 7/26 Государствеиный комитет СССР по делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 300680(72) Автор изобретения В,К, Береснев Новосибирокий электротехнический институт(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в вычислительных машинах.Известен функциональный преобразователь, содержащий блок сравнения, генератор эталонного напряжения, блок управления 1 .Это устройство обладает невысоким быстродействием. 10Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является функциональный преобразователь, содержащий первый генератор экспоненциальных напряже ний, выход которого через первый нуль-орган соединен с одним входом формирователя разностного интервала времени, второй генератор экспоненциальных напряжений, выход которого 20 через второй нуль-орган соединен с другим входом формирователя разностного интервала времени, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу каждого из генера торов экспоненциальных напряжений, выходной буферный каскад, выход которого присоединен ко второму входу второго нуль-органа, дополнительный вход .каждсго из генераторов экспонен щальных напряжений соединен с соответствующим входом преобразователя,третий вход которого подключен ко второму входу первого нуль-органа (2.Это устройство также имеет сравнительно низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия,Предложенный функциональный преобразователь отличается от известныхтем, что в него введены зарядный иразрядный ключи, накопительный конденсатор и два времязадающих резистора, вход выходного буферного каскада через последовательно соединенныепервый времязадающий резистор и зарядный ключ подключен к выводу источника питающего напряжения, а также через накопительный конденсатор и черезпоследовательно соединенные второйвремязадающий резистор и разрядный1 слюч к шине нулевого потенциала, управляющий вход зарядного ключа присоединен к первому выходу формирователя разностного интервала времени,второй выход которого соединен с управляющим входом разрядного ключа.Блок-схема предложенного функцио"нального преобразователя изображенана фиг. 1.(6) 65 Она содержит первый 1 и второй 2 генераторы экспоненциальных напряжений, первый 3 и второй 4 нуль-органы, формирователь 5 разностного интервала времени, генератор 6 тактовых импуль- сов, первый 7, второй 8 и третий 9 входы преобразователя, зарядный ключ 10, разрядный ключ 11, первый 12 и второй 13 времязадающие резисторы, накопительный конденсатор 14, выходной буферный каскад 15, шину 16 нулевого потенциала, вывод 17 источника питающего напряжения.На фиг. 2 приведены эпюры сигналов,.действующих навыходах функциональных блоков.Эпюры Б(г.) и Б(Т) изображают выходные напряжения первого и второго генераторов экспоненциальных напря .жений,максимальное значение которых равно соответственно величинам входных сигналов У и Е, действующим на первом и втором входах преобразователя, Эпюра Х изображает сигнал, действующий на третьем входе преобразователя, эпюра Г - сигнал на выходе преобразователя, эпюры 1)(1) и У.) выходные сигналы первого и второго нуль-органов, эпюры (Т) исигналы, действующие на управляющих входах зарядного и разрядного ключей. Устройство работает следующим образомм,На входы 7, 8, 9 преобразователя поступают напряжения, пропорциональныесоответственно входным сигналам У,2, Х, Генераторы 1,2 экспоненциальных напряжений вырабатывают последовательности импульсов напряжения соответственно (фиг, 2):Б (1) : У е /, (1)Б (1) = 2 е г, (2)где г, г - постоянные времени экспоненциальных напряжений.Генератор,6 тактовых импульсов обеспечивает синхронную работу первогои второго генераторов экспоненциальных напряжений, Их выходные сигналыП,), 1)(С) поступают на одни извходов нуль-органов 3, 4. На их вторые входы поступают напряжения, пропорциональные переменным Х и Р В результате сравнения их с сигналамиБ 4, ОЕ(1) на выходах первого ивторого нуль-органа, образуются последовательности прямоугольных импульсов, длительности которых Т, Топределяются моментами равенствамгновенных значений 1)(С), 1)(Т) инапряжений, пропорциональных Х и Гэпюры 1),з(1), Б 4(С) (фиг, 2)т =Еи -УХ(3)Т - С,х 1 и (4)Сигналы ОЗ (1), П 4 поступаютна входы формирователя 5 разностного интервала времени. На его выходаобразуются прямоугольные импульсы,ЗО 35 40 45 50 55 60 длительность которых равна разности длительностей Т, Т. При этом, если Т боЛьше, чем Т, то импульсы появляются на управляющем входе зарядного ключа 10. Этот ключ замыкается, и в момент времениначинаетсянзаряд накопительного конденсатора 14 (эпюра Г), В момент времени С заряд- . ный ключ 10 размыкается и заряд накопительного конденсатора 14 прекращается, Большое входное сопротивление выходного буферного каскада 15 предотвращает разряд накопительного конденсатора 14 в течение промежутка времени -з.Затем на управляющем входе зарядного ключа 10 снова появляется импульс и вновь происходит заряд накопительного конденсатора 14 до момента времени С 4. Рассмотренный процесс продолжается до тех пор, пока длительности импульсов Т, Т на выходах нуль-органов 3, 4 не станут равными. В состоянии равновесиягРи - гниУ ЕлХ-Р(5) Таким образом, на выходе устройства образуется сигнал, моделирующий функциональную зависимость (6),где отношение - : и может быть целымг 1или дробным числом,Так как заряд накопительного конденсатора 14 начинается в моментывремени, соответствующие задним фронтам импульсов на выходе нуль-органа3, то постоянная заряда накопительного конденсатора 14 может быть выбрана достаточно малой, В таком устройстве время вычисления функции непревышает 2-3 периодов экспоненциальных напряжений.Разрядный ключ 11 обеспечиваетследящий режим работы устройства.Допустим, в момент времени 1 скачБком изменился сигнал, пропорциональный Х. При этом длительность Т стала меньше, чем Т и импульс длйтельностью (Т-Т ) появляется на управляющем входе разрядного ключа 11, за-рядный ключ 10 остается разомкнутым.В течение промежутка временипроисходит разряд накопительного конденсатора 14. Значение сопротивлениявторого времязадающего резистора 13выбрано так, что постоянная разряданакопительного конденсатора 14 равнапостоянной времени генератора 2 эксьненциальных напряжений, Следовательно, уже в момент времени т, Т-Тх,7т.е. выполняется равенство (6), чтоговорит о высоком быстродействии устройства. формула изобретения Функциональный преббразователь,содержащий первый генератор экспоненциальных напряжений, выход которого через первый нуль-орган соединен с одним входом формирователя разностного интервала времени, второй генератор экспоненциальных напряжений, выход которого через второй нуль-орган соединен с другим входом формирователя разностного интервала времени, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу каждого из генераторов экспоненциальных напряжений, выходной буферЮ ный каскад, выход которого присоединен ко второму входу второго нуль- органа, дополнительный вход каждого из генераторов экспоненциальных напряжений соединен с соответствующим входом преобразователя, третий вход которого подключен ко второму входу первого нуль-органа, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью увели,чения быстродействия, в него введены 20 зарядный и разрядный ключи, накопительный конденсатор и два времязадающих резистора, вход выходного буферного каскада через последовательносоединенные первый времязадающий реэистор и зарядный ключ подключен квыводу источника питающего напряжения, а также через накопительный конденсатор и через последовательно сое-диненные второй времязадающий резистор и разрядный ключ к шине нулевогопотенциала, управляющий вход зарядного ключа присоединен к первому выходу формирователя разностного интервала времени, второй выход которого соединен с управляющим входомразрядного ключа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 423138, кл. 0 06 С 7/26, 1972.2. Лихтциндер М.Я, Эксйоненциальные модулирующие устройства в информационно-измерительных системах.Энергия, 1971, с. 56-59, рис, 43 (прототип).774637 е Ьй иа.2 Заказ 3664 5 Тираж 751НИИПИ Государственного по делам изобретений35, Москва, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРи открцтийокая наб д 13 4 Филиал ПП П ая, 4 т, г. ужгород, ул. Про Составитель О. Отраднов Редактор И. Грузова Техред А, Щепанская Корректор И. Муска