Функциональный преобразователь

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 855675 61 Дополнительное авт, свид-ву -(23) Приоритет 2072/18-24 и 1 Чо С 06 С 7/ осударственный комнте СССР по дедам изобретеннй н открытня.Г.Туманов, В.Д.Циделко, Ю.В.Хохлов,Н.Н.Барышевский и В.А,Тесленко Киевский орден им.50-летия Ве Ленина кой Ок еволюц(54) ф НАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике.Известен функциональный преобразователь, содержащий блок переключателей, переключательную матрицу,два запоминающих устройства, блокумножения и сумматор 1),Недостатком данного устройстваявляется низкая точность, обусловленная кусочно-линейной аппроксимациейвоспроизводимых функций.Наиболее близким к предлагаемомуявляется функциональный преобраэователь, содержащий операционный усилитель, входной масштабный резистор, 15один вывод которого соединен со входом операционного усилителя, а другойвывод является входом преобразователя, первый сумматор, первый входкоторого соединен с выходом операционного усилителя, а второй вход -с шиной опорного напряжения, второйсумматор, выход которого являетсявыходом преобразователя, первый нвторой цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены со входом операционного усилителя, третийи четвертый цифроаналоговые блокиумножения, вьпсоды которых соединенысоответственно с первым н вторым 30 олитехнический,институтбрьской социалистической2входами второго сумматора, блок сравнения, первый вход которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков умножения и с выходом первого сумматора, а второй вход - с аналоговыми входами первого и третьего цифроаналоговых блоков управления и выходом операционного усилителя, реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены с выходами блока сравнения, блок цифрового функционального преобразования, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы с цифровыми входами соответствующих цифроаналоговых блоков умножения 12).Недостатком данного преобразователя является также низкая точность,условленная кусочно-линейной аппроксимацией воспроизводимой функции.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.Цель достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, входной масштабный резистор, один вывод которого соединен со входом операционного усилителя, а другой вывод является входом преобразователя, первый сумматор, 855675первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а второй вход - с шиной опорного напряжения. второй сумматор, выход которого,является выходом преобразователя,первый и второй цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены со входом операционного усилителя, третий и четвертый цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены соответственнос первым и вторым входами второго сумматора, блок сравнения,первый вход которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков умноженияи с выходами первого сумматора, авторой вход - с аналоговыми входамипервого и третьего цифроаналоговыхблоков умножения и выходом операционного усилителя, реверсивный счетчик,первый и второй входы которого соедииены с выходами блока сравнения,блок цифрового Функционального преобразования, входы которого соединеныс выходами реверсивного счетчика,а выходы с цифровыми входами соответствующих цифроаналоговых блоковумножения, дополнительно содержитаналоговый блок умножения, пятыйцифроаналоговый блок управления иблок памяти, адресные входы которогосоединены с выходами реверсивногосчетчика, а выходы - с цифровыми входами пятого цифроаналогового блокаумножения, первый и второй входыблока сравнения соединены с соответствующими входами аналогового блока,умножения, выход которого подключенк аналоговому входу пятого цифроаналогового блока умножения, соединенного выходом с третьим входом второго сумматора. 40На фиг. 1 приведена блок-схемапреобразователя, на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.Преобразователь содержит операционный усилитель 1, первый, второй, 4третий, четвертый и пятый цифроаналоговые блоки 2-6 умножения, блок 7сравнения, аналоговый блок 8 умножения, входной масштабный резистор 9,блок 10 памяти, реверсивный счетчик11, блок 12 цифрового Функциональногопреобразования, первый и второй сумматоры 13 и 14.Преобразователь работает следукщимобразом.При подаче на вход преобразователясигнала ОХ происходит автоматическийпоиск диапазона аппроксимации. Блок7 сравнения в зависимости от выходныхсигналов операционного усилителя 1и сумматора 13 ( 0 и 0 на фиг. 2) 60подает на входы реверсивного счетчика11 соответствующие сигналы, вызывающие изменение его состояния. При изменении выходного кода счетчика 11,подаваемого на блок 12 цифрового функ-Я цИонального преобразования на выходах последнего возникают коды М 4 и Мх 1 ,подаваемые соответственно йа цифроаналоговые блоки 2 н 3 умножения, Коды МХ и Мх.(соответствуют абсциссам узлов аппроксимации х и х1+4 (Фиг. 2) .При этом изменяются сигналы О и О на выходах операционного усилителя 1 и сумматора 13.Когда сигналы О и Онаходятся в пределах от нуля до Ц и, блок сравнения прекратит изменение состояния счетчика 11.Таким образом, выбор участка аппроксимации и формирование напряжений О и О в зависимости от входного сигнала Ов предлагаемом преобразователе осуществляется также, как в известном. На каждом участке аппроксимации, которому соответствует определенный код, на выходе реверсивного счетчика 11 с выходом блока цифрового Функционального преобразования 12 на цифровые входы цифроаналоговых блоков 4 и 5 умножения подаются коды ординат Ми М воспроизводимой Функциональной зависимости в начале и конце участка аппроксимации. За счет этого осуществляется масштабирование сигналов О н О, обеспечивающее кусочно-линейную аппроксимацию требуемой функциональной зависимости (сигнал О + О на фиг. 2) аналогично известному устройству.Аналоговый блок 8 умножения осуществляет умножение напряжений О и О. Так какО Оод О тоО 8 = Ол- О= ООоп" Ц Напряжение йа выходе блока 8 изменяется по параболической зависимости в пределах каждого участка аппроксимации (фиг. 2), На каждом участке аппроксимации с выхода блока 10 памяти на цифровой вход цифроаналогового блока б умножения выцается код М, соответствующий необходимой амплитуде и знаку параболического сегмента. После масштабирования в цифроаналоговом блоке б умножения напряжение параболического сегмента подается на вход сумматора 14. На выходе сумматора 14 формируется напряжение О = О 4 + О + О , соответствующее кусочно-параболической аппроксимации воспроизводимой Функциональной зависимости выходного напряжения от входного Ох.Предлагаемый преобразователь имеет в 210-220 раз более высокую точность аппроксимации глад-. ких функций по сравнению с известным осуществляющим кусочно-линейную аппроксимацию функций.формула изобретенияфункциональный преобразователь,соержащий операционный усилитель, ходной масштабный резистор, один ывод которого соединен со входомоперационного усилителя, а другой вывод является входом преобраэоватеЛ ля, первый сумматор, первый вход ко. торого соединен с выходом операционного усилителя, а второй вход - с шиной опорного напряжения, второй 5 сумматор, выход которого является выходом преобразователя, первый и второй цифроаналоговые блоки умно- Фжения, выходы которых соединены со входом операционного усилителя, третий и четвертый цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, блок сравнения, первый вхрд которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков умножения и с выходом первого сумматора, а второй вход - с аналоговыми входами первого и третьего цифроаналоговых блоков умножения и выходом операцион ного усилителя, реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены с выходами блока сравнения, блок цифрового функционального преобразования входы которого соеди иены с выходами реверсивного счетчика, а выходы с цифровыми входами соответствующих цифроаналоговых блоков умножения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыаения точности, он содержит аналоговый блок умножения, пятый цифроаналоговый блок умножения и блок памяти, адресные входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходыс цифровыми входами пятого цифроаналогового блока умножения, первый и второй входы блока сравнения соединены с соответствующими входами аналогового блока умножения, выход которого подключен к аналоговому входу пятого цифроаналогового блока умножения, соединенного выходом с третьим входом второго сумматора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 428404, кл. 6 06 6 7/26, 1974.2, Гинзбург С,А.и,Любарский Ю.Я. функциональные преобразователи с аналого-цифровым представлением инфор-. мации, М., "Энергия", 1973, с.87-89.855675 и оставитель Н. Балабошкоехрещ С. МигУнова Коррект, В. Синицкая едактор Н. Ми Тираа 745 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по челам изобретений и открытиЯ 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5