Устройство для воспроизведения степенных функций

Союз СоввтснииСоцнанистичесникраснублнн ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУВаударствавй канитат ь.ИР аф делан иэебретаииВ н атирыай. Ояублнковано 30,12,81. Бюллетень,па 48 Дата онублнковання описания 30.1 2.81) Заявитель сесоюэный научно-исследовательский аналитического приборострое 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОП 1 РОИЗВЕДЕНИЯ СТЕПЕННЫ ФУНКЦИЙ Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике.Известно устройство для воспроизведения степенных функций, содержа" щее аппрокси- сторные элементы, поФ тенциометры, операционный усилитель, резистор обратной связи, которое осу" ществпяет кусочно-линейную аппроксимацию квадратичной функции И 3.Недостатки данного устройства -.низкая температурная стабильность, относительная сложность и ограниченные функциональные возможности.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для воспроизведения степенных функций, содержащее аналого-циФровой преобразователь непосредственно считывания, вход которого является входом устройства, пер" вый и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых соединены с цифровыми выходами аналогоцифрового преобразователя непосредственного считывания, первый и второйоперационные усилители, входы которых соединены с выходами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, первый и второй резисторы обратной связи, каждый из которых включенмежду входом и выходом соответствую"щего операционного усилителя, инвертор, вход которого соединен со входомустройства, первый суммирующий резистор, включенный между входом первого операционного усилителя и входоминвертора, второй суммирующий резистор, включенный между входом второгооперационного усилителя и выходом инвертора, аналоговые входы первого ивторого цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно квине отрицательного опорного напряжения и входу первого операционногоусилителя, первый резистор смещения,включенный между входом первого операционного усилителя и шиной положительного опорного напряжения, выход втодо5 1 О го операционного усилителя является выходом уст рой ст ва 13.Недостаток известноо устройстваограниценные Функциональные возможноси, так как оно воспроизводит только квадратичную функцию.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей эа счет воспроизведения степенной функции и-й степени.Поставленная цель достигается тем. что устройство для воспроизведения степенных Функций, содержащее аналого-цифровой преобразователь непосредственного считывания, вход которого является входом устройства, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых соединены с цифровыми выходами аналого-цифрового преобразователя непосредственного считывания, первый и второй операционные усилители, входы которых соединены с выходами соответствующих циф" роаналоговых преобразователей, первый и второй резисторы обратной связи, каждый из которых включен между входом и выходом соответствующего операционного усилителя, инвертор, вход которого соединен со входом устройства, первый суммирующий резистор, включенный между входом первого операционного усилителя и входом инвертора, второй суммирующий резистор, включенный между входом второго операционного усилителя и выходом инвертора, аналоговые входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к шине отрицательного опорного напряжения и входу первого операционного усилителя, первый резистор смещения, включенный между входом первого операционного усилителя и шиной положительного опорного напряжения дополнительно содержит (и) цифроаналоговых преобразователей (и) операционных усилителей, (и) резисторов смещения, (и) суммирующих резисторов, (и) резисторов обратной связи, каждый из которых включен между входом и выходом соответствующего операционного усилителя, каждый из (и)-ых цифроаналоговых преобразователей соединен цифровыми входами с цифровыми выходами аналого-цифрового преобра- зователя непосредственного считывания, аналоговым рходом - с выходом предыдущего по номеру операционного усилителя., а выходом - со входом соответ 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 ствующего операционного усилителя,каждый четный по номеру из (и)-ыхсуммирующих резисторов включен междувходом соответствующего операционного усилителя и выходом инвертора, акаждый нечетный - между входом соот"ветствующего операционного усилителяи входом инвертора, выход иоперационного усилителя является выходом устройства, каждый четный из(и) резисторов смещения включен между входом соответствующего операционного усилителя и шиной положительного опорного напряжения, а каждыйнечетный - между входом соответствующего операционного усилителя и шинойотрицательного опорного напряжения.На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1 непосредственного считывания, и цифроаналоговых преобразователей 21.2, иоперационных усилителей 3, , 3и резисторов 1, 1, и обратной связи суммирующих резисторов 51,5, ирезисторов смещения 6,и инвертор 7.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.Входное напряжение Оподаетсяна вход аналого-цифрового преобраэова".теля 1, который преобразуе его в код,указывающий номер участка кусоцнолинейной аппроксимации степенной Функции, Количество участков аппроксимации равно 2" (где к -. разрядностьаналого-цифрового преобразователя 1).Код с выхода аналого-циФрового преобразователя 1 управляет коэффициентамипередачи цифроаналоговых преобразователей 2, , 2 умножающего типа.Когда этот код нулевой (нулевой участок аппроксимации), коэффициент пере-.даци цифроаналоговых преобразователей2, , 2 , равен нулю, При этом вы"ходное напряжение устройства4 п"ЬЬХ К" 0 Р = 0 "Ьгде Й, и Й - сопротивления резисторов , 5.Благодаря последовательному включению цифроаналоговых преобразователей 2. , 2 изменение кодов навыходе аналого-цифрового преобразователя 1 формирует закон изменениякоэффициента передачи устройства всоответствии с кусочно-линейной аппроксимацией степенной Функции степе5 89475 ни и при равномерном разбиении осиж аргумента на участки аппроксимации. у выбрав соответствующим образом номи- в налы резисторов 4 , , 4 , 5, Р , 5 , 6, , 6., можно 3 ж обеспечить закон изменения входно- л го напряжения цифроаналогового пре- л образователя 2, позволяющий сфор- н мировать на выходе операционного н усилителя Зстепенную функцию степе- е т ни и. , иТаким образом, предлагаемое уст" У ройство позволяет воспроизводить в н зависимости от количества используе- ( мых элементов степенные функции с ф различными показателями степени, что и существенно расширяет его функциональ- Ч ные возможности по сравнению с изве- ц стным. формула изобретения 43 Я Устройство для воспроизведения степенных функций, содержащее аналого" цифровой преобразователь непосредственного считывания, вход которого является входом устройства, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых соединены с цифровыми выходами аналогоцифрового преобразователя непосредственного считывания, первыи и второй операционные усилители, входы которых соединены с выходами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, первый и второй резисторы обратной связи, каждый из которых включен между входом и выходом соответствующего операционного усилителя, инвертор, вход которого соединен со входом устройства, первый суммирующий резистор, включенный между входом первого операционного усилителя и входом инвертора, второй суммирующий резистор, включенный между входом второго операционного усилителя и выходом инвертора, аналоговые входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к шине отрицательного опорного напряения и входу первого операционногосилителя, первый резистор смещения,ключенный между входом первого опеационного усилителя и шиной полоительного опорного напряжения, о т и ч а ю щ е е с я тем, что, с це"ью расширения функциональных возможостей эа счет воспроизведения степен"ой функции и-й степени, оно дополниельно содержит (п) цифроаналоговыхреобраэователей, (и) операционныхсилителей, (и) резисторов смещеия, (п) суммирующих резисторов,и) резисторов обратной связи, каждый из которых включен между входомвыходом соответствующего операионного усилителя, каждый из (и)-ыхифроаналоговых преобразователей соединен цифровыми входами с цифровыми 3 Ф выходами аналого-циФрового преобразователя непосредственного считывания,аналоговым входом - с выходом предыдущего по номеру операционного усилителя, а выходом " со входом соотфф ветствующего операционного усилителя, . каждый четный по номеру из (и)-ыхсуммирующих резисторов включен междувходом соответствующего операционного усилителя и выходом инвертора,.а М каждый нечетный - между входомсоответствующего операционного усили-, еля ивходом инвертора, выход и-го операционного усилителя является выходомустройства, каждый четный из (и) Эу резисторов смещения включен междувходом соответствующего операционного усилителя и шиной положительногоопорного напряжения, а каждый нечетный " между входом соответствующего 4 в операционного усилителя и шиной отрицательного опорного напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Горн Г., Кори Т. Электронныеаналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, И., "Иир", 1967,том. 1, с. 373.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2706487/18-24,кл, 6 06 С 7/20, 1979 (прототип),оставитель Н. балехред И. Надь о П челинская едактор Заказ 11492 Тираж 748 НИИПИ Государственного ко ло делам изобретений и О 35, Москва, Ж, Раушск