Устройство для линеаризации нелинейных характеристик

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 1997049 Сэез СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 04 р 280 (21) 2877849/18-24 Р)М Кп з 6 06 6 7/26 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР со делам изобретений и открытий(088.8 ) Опубликовано 15,0283, Бюллетень М 9 6 Дата опубликования описания 150233(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ НЕЛИНЕЙНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике. Оно может быть использовано, например, для линеаризации характеристик интерференционных и других датчиков, описываемых синусной или косинусной зависимостью.Известен нелинейный преобразователь .аналогового сигнала в. частоту, содержащий управляемый генератор импульсое, первый управляющий вход которого является входом преобраэователя, подключенный к нему источник опорного напряжения, задающий началь. ное значение частоты, компенсатор нулевого сигнала и масштабирующий усилитель, выход которого связан с вторым управляющим входом генератора импульсов. Сигнал поступающий на второй управляющий Юход генератора, компенсирует нелинейность входного датчика. Там же показано выполнение генератора импульсов 1.Недостатками этого преобразователя являются ограниченный диапазон эффективной линеаризации и низкая точнооть.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является, устройство для линеаризации нелинейных характеристик, содержащее генератор импульсов с источником опорного напряжения, компеисатор нулевогосигнала, масштабирующий усилительи элемент коррекции нелинейности, выполненный в виде делителя напряженияГ 2.В этом устройстве при входном ана 1 п логовом сигнале, характеризующимсянелинейной зависимостью с возрастаю"щей чувствительностью по отношениюк преобразуемому параметру, компенсатором нулевого сигнала смещаютвходной сигнал так, чтобы максимальному значению преобразуемого параметра соответствовало нулевое значение напряжения на выходе масштабирующего усилителя, и переходят кпреобразованию смещенного сигнала,характеризующегося уже нелинейной зависимостью с убывающей чувствительностью.Коэффициент преобразования по каналу коррекции изменяется так, чтобыв целом частота на выходе была в ли-.нейной зависимости от преобразуемого параметрами 2.Недостатком этого устройства тоже является ограниченный диапазон линейного преобразования, Оно удовлет 997049ворительно линеаризует аналоговыесигналы, содержащие только квадратиМные составляющие, от преобразуемогопараметра. При синусоидальной иликосинусоидальной нелинейности вход,ного датчика получение на выходелинейной частотной зависимости возмож ,но только на начальном участке синусоидального или косинусоидальноговходного сигнала, в пределах изменения преобразуемого .параметра от 0до ГЦ, в то время как весь диапазонпреобразуемого параметра лежит впределах от 0 до У/2Целью изобретения является расширение диапазона линеаризации. 15Поставленная цель достигается тем,что устройство для линеаризации нелинейных характеристик, содержащие генератор импульсов, к задающему входукоторого подключен источник опорногонапряжения, первый управляющий входгенератора импульсов соединен с входом устройства, а выход является выходом устройствапервый источник компенсирующего напряжения, выход которого подключен к первому входу. первогосуммирующего усилителя, выход которого соединен с вторым управляющимвходом генератора импульсов, содержитквадратор, второй суммирующий усилитель, блок извлечения квадратного 30корня и второй источник компенсирующего напряжения, выход которогоподключен к первому входу второгосуммирующего усилителя, вход устройства через квадратор связан с вторым 35входом второго суммирующего усилителя, выход которого через блокизвлечения квадратного корня связанс вторым входом первого суммирующегоусилителя. 40На фиг.1 представлена блок-схемаустройства, на фиг.2 н 3 - диаграммы, поясняющие принцип линеаризации.Устройство содержит источник 1опорного напряжения, генератор импульсов 2, квадратор 3, блок извлечения .квадратного корня 4, .суммирующие усилители 5 и б, источники 7 и 8компенсирующего напряжения, вход 9,выход 10,Генератор импульсов 2 выполнентак же, как в указанных выше аналогах. Кривая 11 - синусоидальнаязависимость между преобразуемым вчастоту Р- параметром и отображающим его аналоговым сигналом, поступающим на вход 9, 12 - косинуснаязависимость, вырабатываемая на вы ходе блока 4; 13 - характеристикакорректирующего сигнала 0 СОВХ -1,вырабатываемого на выходе суммирующего усилителя б ф 14 - зависимостьчастоты импульсов, на выходе уст. ройства от корректирующего сигнала 3 15 - результирующая зависимостьчастоты Г отреобраэуемого параметра при работе цепи коррекции, в случае синусной характеристики входного датчика; 16 - входная косинус" ная зависимостьф 17 - характеристика сигнала, вырабатываемогО на выходе блока 4; 18корректирующая зависимость 0 йиМ, вырабатываемая на выходе суммирующего усилите-: ля бф, 19 - зависимость частоты импульсов от корректирующего сигнала, поступающего с выхода усилителя 6;20 - результирующая зависимость частоты от преобразуемого параметра в случае косинусной амплитудной характеристики входного датчика.Устройство работает следующим об разом.При воздействии входного сигнала на первый управляющий вход генератора 2 частота на его выходе изменяется на величинуЬР пропорциональную входному сигналу, относительно опорной частоты Го задаваемой источником 1.Цепь коррекции характеристики, состоящая из блоков 3-8, вырабатывает корректирующий сигнал Ц=Й-, поступающий с выхода усилителя 6 на второй управляющий вход генератора 2,При синусной характеристике входного датчика корректирующий сигнал соответствует зависимости СОВА -1, а при косинусной характеристики- зависимости. Б 1 и х - 1.Совместное воздействие входного и корректирующего сигналов на управляющие входы генератора 2 формирует линеаризованную амплитудную характеристику, связывающую частоту импульсов с преобразуемым параметром.Возможно применение функционального устройства и для линеаризации синусоидальных и косинусоидальных зависимостей в диапазонах изменения преобразуемого параметра в пределахкратных ЧЦ 2 по отношению к рассмотренному,т.е. при (и +1)Й/2. Ъ Х а ,где п=1,2 или зависимостей 1-.8 МПХЭили 1-СОБИ с разными знаками в техже диапазонах,Для этого необходимо предварительно привести эти зависимости к виду,рассмотренному выше, или их инвертированием, или их вычитанием из единичного сигнала дополнительным масштабирующим усилителем.Технико-экономический эффект использования изобретения определяется повышением точности и расширениедиапазона линеаризации при незначительных затратах,Формула изобретенияУстройство для лйнеаризации нелинейных характеристик, содержащее генератор импульсов, к задающемувходу которого подключен источник опорного напряжения, первый управ,ляющий вход генератора импульсовсоединен с входом устройства, а выход: является выходом устройства, первый источник компенсирующего напряже-5 ния,:ввисрд которого подключен к первому входу первого суммирующего усилителя,. выход которого соединен . с вторым управляющим входом генерато. ра импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона линеаризации, устройство содержит квадратор, второй суьиирую.щий усилитель, блок извлечения квадратного корняи второй источник компенсирующего напряжения, выход которого подключен к первому входу втФрого сующрующего усилителя, вход.устройства через вадратор связанс вторым входом второго суммирующегоусилителя, выход которого через блокизвлечения квадратного корня связанс вторым входом первого суммирующегоуснлителяеисточники информации,принятые во внимание при зкспвртизе1. Авторское свидетельство .СССР9 553632, кл. 6 06 6 7/26, 1974.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке, Р 2686632/18-24,кл. 8 06 О 7/26,1978 (прототип).997049 НИИПИ Заказ 935/67краж 704 Подписное илиал ПП Ужгоро Патентф,Ул. Проектна