Функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(5 й)М. Кл,с присоединением заявки Нов(23) Приоритет 6 06 С /24 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения И. М. Блюменау и Э. Х. Херманис Институт электроники и вычислительной техники АН Латвийской ССР(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам преобразования сигналов по логарифмической и показательной зависимостям.Известен Функциональный преобразователь 11, содержащий генератор импульсов, два счетчика, блок управления, источник опорного напряжения цифроаналоговый преобразователь, генератор управляемой частоты, блок задания показателя степени и блок задания основания степени. Устройство позволяет выполнять различные Функциональные преобразования сигналов, в частности воспроизводить лога-. рифмические и показательные функции.Недостатком устройства является 2 О пониженное быстродействие.Известен также функциональный преобразователь 21, содержащий блок управления, два управляемых делителя .напряжения, пороговый блок, блок 25 логарифмирования, сумматор, источник опорного напряжения, компаратор, генератор импульсов, элемент И, счетчик и цифроаналоговый преобразователь. Данный преобразователь выпол- ЗО няет преобразование сигналов по логарифмической и показательной зависимостям.Недостатками устройства являются сложность конструктивной реализации и пониженное быстродействие.Прототипом изобретения является функциональный преобразователь "3, содержащий источник опорного напряжения, соединенный выходом с первым входом формирователя экспоненциального напряжения, подключенного выходом к блоку определения рассогласования и соединенного вторым входом с первым выходом блока управления, второй выход которого через формирователь линейно-изменяющегося сигнала подключен к первому входу блока сравнения, соединенного выходом со вторым входом блока определения рассогласования, подключенного выходом к первому входу блока уравновешивания, выход которого соединен с выходкой шиной преобразователя и подключен к второму входу блока сравнения, а третий вход блока определения рассогласования соединен с входной шиной преобразователя, Блок рассогласования выполнен на компараторе и схеме совпадения. Принцип действия Функционального преобразователяоснован на введении канала уравновешивания, позволяющего выполнять Функциональные преобразования с использованием не одного мгновенного значения экспоненциального напряжения,а ряда таких значений, что позволяет обеспечить нысокую точность ибыстродействие.Недостатками прототипа являютсяотносительная сложность конструктивной реализации и ограниченныйкласс воспроизводимых функций, Последнее объясняется тем, что устройство позволяет выполнять преобразо 1 вание сигналов только по логарифмической зависимости и не позволяет 15выполнять антилогарифмическое преобразование.Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых функций и упрощение преобразователя,С этой целью н функциональныйпреобразователь, содержащий источникопорного напряжения, соединенныйвыходом с первым входом формирователя экспоненциального напряжения, подключенного выходом к первому входублока определения рассогласования исоединенного вторым входом с первымвыходом блока управления, второй вы, ход которого через формирователь линейно-изменяющегося сигнала подключенк первому входу блока сравнения, соединенного выходом со вторым входомблока определения рассогласования,подключенного выходом к первому входу блока уравновешивания, выход ко- З 5торого соединен с выходной шинойпреобразователя, дополнительно введены два переключателя, подключенныепервыми входами к выходу блока уран"нонешивания, соединенного вторым вхо Одом с выходом блока сравнения, второйвход которого поцключен к выходу первого переключателя, соединенного вторым входом с первой входной шинойпреобразователя, а выхоД второго переключателя, подключенного вторымвходом ко второй входной шине преобразователя, соединен с третьим входом блока определения рассогласования,подключенного четвертым входом квыходу источника опорного напряжения. 20 Существо изобретения поясняетсячертежом, на котором изображена блоксхема функциональногопреобразователя,55ф Устройство содержит источник опорного напряжения 1, подключенный вы- - "ходбМк"первому входу Формирователяэкспоненциального напряжения 2, второйвход которого соединен с первым выходом блока управления 3. Второй бОвыход блока 3 через формирователь линейно-изменяющегося сигнала 4 йодключен к первому входу блока сравнения.5, второй вход которого соединен свыходом первого переключателя 6. Пер-, 65 вый вход переключателя б подключенк выходу блока уравновешивания 7,выходной шине преобразователя, кпервому входу нторого переключателя 8Вторые входы переключателей б и 8соединены соответственно с первойи второй входными шинами преобразователя. Первый вход блока уравновешивания, подключенного вторым входомк выходу блока сравнения 5, соединенс выходом блока определения рассогласования 9. Вход блока 9 соединенсоответственно с выходом формирователя экспоненциального напряжения2, выходом блока сравнения 5, вы.Ъходом переключателя 8 и выходомисточника опорного напряжения 1.Устройство работает следующимобразом,При выполнении логарифмическогофункционального преобразования входной сигнал у через переключатель8 поступает на третий вход блока 9.В случае антилогарифмического преобразования входной сигнал К черезпереключатель 6 подается на второйвход блока сравнения 5. Выходной сигнал в обоих случаях снимается с выхода блока уравновешивания 7. Блокуправления 3 периодически вырабатывает импульсы, из которых формирователь экспоненциального напряжения2 формирует сигнал, изменяющийся вовремени по закону Оъ = О (В ф -1).Дискриминатор мгновенных значений.сравнивает сумму О+ О(где О- на-пряжение на выходе источника 1) с напряжением О , поступающим с выходапереключателя 8, причем сравнениеэтих напряжений производится в моменты времени, соответствующие равенству на первом и втором входахблока сраннения 5, Выходной сигналблока определения рассогласования9 в зависимости от вида функционального преобразования вызывает либоизменение фазового положения импульсовна выходе блока сраннения 5 относительно экспоненциального сигнала(в случае логарифмического функционального преобразования), либо непосредстненное изменение выходного напряжения блока уравновешивания 7 (в сЛУчае антилогарифмического Функционального преобразования). При этом направление этих изменений и их выполнение приводят к тому что напряжениеО,поступающее на третий вход блока 9 с выхода переключателя 8, становится равным Ч + О , а срабатывания и несрабатывания блока 9 становятся вероятностными, Другими словами, начинает выполняться раненстно 0 = О , либо равенство А=СЬ (0/ф = г ь ( у /О) соответственнодля антилогарифмического, либо логарифмического преобразований.При аналоговом представлении вхорной и выходной информации формиронд.тель линейно-изменяющегося сигнала4 выполняется в виде генератора пилообразного напряжения, длительностькоторого равна времени формированияэкспоненциального напряжения. Блоксравнения 5 выполняется на компара-,торе напряжения, а блок уравновешивания 7 - на интеграторе, выходное напряжение которого изменяется в зависимости от срабатывания,либо несрабатывания блока 9,При представлении в случае антилогарифмического преобразования выходных сигналов как в аналоговой,так и в цифровой форме, блок уравновешивания 7 выполняется в видепоследовательно-соединенных реверсивного счетчика и цифроаналоговогопреобразователя. При этомизменениекода в счетчике при прохожденииимпульса сравнения с выхода блока 5на второй вход блока 7 составляет 20"+1" либо "-1" в зависимости отсрабатывания или несрабатывания блока 9. Выходной сигнал в цифровойформе снимается с кодовых выходовреверсивного счетчика блока 7. 2Если же входной сигнал при антилогарифмическом преобразованиизадан в цифровой форме, то Формирователь линейно-изменяющегося сигнала 4 выполняется в виде счетчика, Щвремя заполнения которого соответствует времени формирования экспоненциального напряжения, а блок сравнения 5 представляет собой цифровойкомпаратор кодов, поступающих сосчетчика Формирователя 4 и реверсивного счетчика блока уравновешивания 7, либо .входного кода (соответственно для случаев логарифмического и антилогарифмического преобразований).Формирователь экспоненциальногонапряжения 2 выполняется по схеме с"отрицательным" сопротивлением, например на операционном усилителе,охваченном положительной обратнойсвязью, что обеспечивает высокуюточность фсрмирования при небольших аппаратурных затратах. Блок определения рассогласования 9 может бытьвыполнен на последовательно включенных компараторе и 9 -триггере, вкоторый записывается состояние этого компаратора, соответствующеепереднему фронту импульсов, поступающих с выхода блока сравнения 5 55на второй вход блока 9.Рассмотренный функциональный преобразователь по сравнению с прототипомпозволяет расширить класс воспроизводимых функций за счет дополнитель ного включения антилогарифмического преобразования, и; кроме этого, обладает более простой конструктивыой конструкцией, так как введение дополнительных связей выхода источника 1 со входом блока 9 и выхода блока сравнения 5 с входом блока уравновешивания 7 позволяет упростить конструкцию Формирователя экспоненциального напряжения 2 и блока уравновешивания 7.Формула изобретенияфункциональный преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, соединенный выходом с первым входом формирователя экспоненциального напряжения, подключенного выходом к первому входу блока определения рассогласования, а вторым входом - к первому выходу блока управления, второй выход которого через формирователь линейно-изменяющегося сигнала подключен к первому входу блока сравнения, соединенного выходом со вторым входом блока определения рассогласования, подключенного выходом к первому входу блока уравновешивания, выход которого соединен с выходной шиной преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых Функций и упрощения преобразователя, внего дополнительно введены два переключателя, подключенные первыми входами к выходу блока уравновешивания, соединенного вторым входом с выходом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого переключателя, соединенного вторым входом с первой входной шиной преобразователя, а выход второго переключателя, подключенного вторым входом ко второй входной шине преобразователя, соединен с третьим входом блока определения рассогласовайия, подключенного четвертым входом к выходу источника опорного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2590603/18-24,кл. С 06 0 7/20, 14.03.78.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2608937/18-24,кл. С Об 6 7/24, 04.05.78.3. Авторское свидетельство СССР9 511600, кл. С 06 6 7/24, 1974751ого комитета ССий и открытийчаская наб;, д. 4 илиал ППП "Патент", г, Ужгород. Ул. Проектная,аказ 4241/37 Тираж ЦНИИПИ Государствен по делам иэобрете 113035, Москва, Ж, Ра