Функциональный преобразователь

С ОСУДАРС ПО ДЕЛА ТЕНИ/26, 1977 2. Авт 42852,Авт7265 (прото 1 м Входом преобраэова-,ду аналогог теля,цифр ов р о интеграто ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) ФУНКЦИОНАЛЬНЬЙ ПРЕОБРАЗО ВАТЕЛЬ, содержащий айалого-.цифров интегратор, подключенный цифровым выходом к адресным входам первого второго блоков памяти, а аналогов выходом - к первому аналоговому в ду первого цифроаналогового линей ного интерполятора и входу линейн фазоинвертора, соединенного выходом с вторым аналоговым входом пе вого цифроаналогового линейного интерполятора, выход которого является выходом функционального преобразователя, а цифровые входы подключены к первому и второму выходам первого блока памяти, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя за счет воспроизведения гистерезисных функций и функций, не зависящих от времени, в него дополнительно введены сумматор и второй цифроаналоговый линейный интерполятор, соединенный первым и вторым аналоговыми входами с аналоговым выходом аналого-цифрового интегратора и выходом линейного фазоинвертора соответственно, цифровыми входами - с первым и вторым выходами второго блока памяти, а выходом - с первым входом сумматора, подключенного вторьк шине ввода аргументаа выходом - к вхо1, . 11Изобретение относится к авто-матике и вычислительной технике, вчастности к гибридным устройствамвоспроизведения функций,Известен функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь, сумматор,цифроаналоговый преобразователь,запоминающее устройство и линейныйблок интерпопяции О 3.Недостатки. известного функциогнального преобразователя обусловленыограниченным классом воспроизведения функций и пониженной точностьюаппроксимации из-за равномерногохарактера разбйения на участкиаппроксимации.Известен также Функциональныйпреобразователь, содержащий аналого-циФровой преобразователь, блокпамяти, блок формирования скважности импульсов, коммутатор, цифроацалоговый преобразователь и выходной фильтр 21.Указанный Функциональный преоб разователь также имеет ограниченныйкласс воспроизводимых Функций из-заневозможности воспроизводить функции с произвольной крутизной игистерезисом 5 10 25 теля и сумматор, выход которогоявляется выходом интерполятора, авходы подключены к выходам первого З 0 и второго цифроаналогового преобразователя, цифровые входы которыкявляются цифровыми входами интерполятора, а аналоговые входы - первыми вторым аналоговыми входами интерполятора соответственно 3 1.Однако.и данное устройство имеетограниченный класс воспроизводимыхфункций из-за невозможности воспроизводить гистерезисные функции ифункции, не зависящие от времени.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей эасчет воспроизведения гистерезисныхфункций и функций, не зависящих от 45 времени. 50 55 Наиболее близок к изобретению функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой интегратор, подключенный цифровым выхо-. дом к адресным входам первого и второго блоков памяти, а аналоговым выходом - к первому аналоговому входу первого цифроаналогового линейного интерполятора и входу линейного,фазоинвертора, соединенного выходом с вторым аналоговым входом первого цифроаналогового линейного иитерполятора, выход которого является выходом функционального преобразователя, а цифровые входы подключены к первому и второму выходам первого блока памяти, причем выход второго блока памяти соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя, подключенного аналогово входом к шине ввода аргумента, а выходом - к входу аналого-цифрового интегратора. Аналого-цифровой интегратор содержит переключатель полярности, аналоговый интегратор, блок управления, нуль- орган и компаратор и реверсивный счетчик, выход которого является 45353з цифровым выходом аналого-цифровогоинтегратора, а счетный вход соединенс первым выходом блока управления,подключенного вторым выходом к управляющему входу переключателя полярности, а входами - к выходамнуль-органа и компаратора, соединенных входами с выходом аналоговогоинтегратора, подключенного входомк выходу переключателя полярностисоединенного сигнальным входом свходом аналого-цифрового интегратора, причем второй вход компаратора подключен к шине опорного напряжения, а выход аналогового интегратораявляется аналоговыми выкодом аналогоцифрового интегратора. Линейный Фазоинвертор содержит инвертирующий усилитель, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом линейного фазоинвертора, а второй вход инвертирующего усилителя соединен с шиной опорного напряжения. Цифроаналоговый линейный интерполятор содержитдва цифроаналоговых преобраэоваПоставленная цепь достигается тем, что в. Функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой интегратор, подключенный цифровым выходом к адресным входам первого и второго блоков памяти, а аналоговым выходом - к первому аналоговому входу первого цифроаналогового линейного интерполятора и входу линейного Фазоинвертора, соединенного выходом с вторым аналоговым входом первого цифроаналогового линейного интерполятора, выход3 11 которого является выходом функционального преобразователя, а цифровые входы подключены к первому и второму выходам первого блока памяти, дополнительно введены сумматор и второй цифроаналоговый линейный интерполятор, соединенный первым и вторым аналоговыми входами с аналоговым выходом аналого-цифрового интегратора и выходом линейного фазоинвертора соответственно, цифровыми входами - с первым и вторым ,выходами второго блока памяти, а выходом - с первым входом сумматора, подключенного вторым входом к шине ввода аргумента преобразователя,а выходом - к входу аналогоцифрового интегратора.На чертеже изображена блок-схема предложенного функционального преобразователя.Схема содержит сумматор 1, аналого-цифровой интегратор 2, первый блок 3 памяти, первый цифроаналого,вый линейный интерполятор 4, линейный фазоинвертор 5, второй блок 6 памяти, второй цифроаналоговый линейный интерполятор 7 и шину 8 ввода аргумента преобразователя, Аналого-цифровой интегратор 2,.сигнал на аналоговом выходе которого имеет треугольную Форму (для исключения выбросов напряжения на выходах интерполяторов 4 и 7), может быть вьколнен аналогично прототипу на переключателях 9 полярности, аналоговом интеграторе 10, нуль-органе 11, компараторе 12, блоке 13 управления и счетчике 14, выход которого является выходом аналого-циФрового интегратора, а счетный вход соединен с первым выходом блока 13 управления. Блок 13 подключен вторим выходом к управляющему входу переключателя 9 полярностиа входами - к выходам нуль-органа 11 и компаратора 12, входы которых соединены с выходоминтегратора 10. Интегратор 10 подключен входом к выходу иереключателя 9 полярности, соединенного сигнальным входом с входом аналого-цифрового интегратора 2, Второй вход компаратора 12 подключен к шине 15 опорного напряжения, а аналоговый выход интегратора 10 является аналоговым выходом аналогоцифрового интегратора 2. Каждый из цифроаналоговых интерполяторов 4,45353 47 может быть также выполнен ана логично прототипу на двух цифроаналоговых преобразователях и сумматоре, выход которого является выходом интерполятора, а входы подключены к выходам первого и второгоцифроаналоговых преобразователей,цифровые входы которых являютсяцифровыми входами интерполятора, 1 О а аналоговые входы - первым и вторьм аналоговыми входами интерполя-тора соответственно.Функциональный .преобразовательработает следующим образом.Входное напряжение, пропорциональное аргументу , поступает сшины 8 на второй вход сумматора 1и складывается на на нем с напряжением отрицательной обратной 20 связи -( 1, поступающим напервый вход сумматора с выхода интерполятора 7, образуя на выходесумматора напряжение рассбгласования, которое интегрируется аналого цифровым интегратором 2. Цифроваячасть результата интегрирования(код М) поступает на входы первого и второго блоков 3 и 6 памяти,а аналоговая часть (напряжение Х)на вход линейного фазоинвертора 5,на выходе которого образуются пара фазная составляющая Я интерполирующей функции (напряжения) ХВ простейшем случае для 04 Хд 4.Егде Е, - зталонное напряжение нашине 15,соответствующее машиннойединице, эти функции могут иметьвид 1ХБлок 6 памяти и интерполятор 7предназначены для обратного, в общем случае нелинейного, преобразования интеграла рассогласования иэ гибридной формы в аналоговую для замыкания цепи отрицательной обратной связи. Таким образом образуется гибридная аналого-цифровая. следящая система, состоящая из сумматора 1, аналого-цифрового интегратора 2,линейного Фазоинвертора 5, блока 6памяти и линейного интерполятора 7,выполняющая роль преобразова-,5% теля аргумента (преобразователь напряжения - гибридная форма), Ее вы" ходами являются цифровой выход иЮ- тегратора - выхоД цифровой состав 1145353ляющей, аналоговый выход интегратора 2 и выход фазоинвертора 5 - выхо-, ды аналоговой составляющей, Код цифровой составляющей осуществляет выборку иэ блоков 3 Н б памяти кодов узловых ординат реализуемой выходной функции устройства и функции обратной связи, а аналоговая составляющая осуществляет линейную интерполяцию этих зависимостей между узлами.Так как интерполирующие функции имеют треугольную форму, то линейные интерполяторы реализуют следующую интерполирующую формулу: 15 О =М Х М Х21-) 24где Ои - выходное напряжениеинтерполятора 20И - код интерполируемой21-1функции в нечетномузле;М - код интерполируеиой21функции в четном узле. 2Поэтому блоки 3 и 6 памяти имеютпо две секции: одну для хранениякодов ординат в четных узлах, адругую - в нечетных узлах,В соответствии с формулой (1) ЗОинтерполятор 4 по соответствующимкодам ординат узловых значений,поступающих на его цифровые входыс выходов блока 3 памяти, с помощью парафазных интерполирующихфункций, поступающих на его аналоговые входы с аналогового выхода интегратора 2 и выхода фазоинвертора 5, формирует на своем выходевыходную функцию преобразователя,Аналогичным образом происходити формирование функции обратнойсвязи на выходе интерполятора 7 всоответствии с кодами ординат, хранящимися в блоке 6 памяти. Вид45функции обратной связи определяет закон разбиения аргумента на участки линейной интерполяции, В частном случае, если 1 .)(, то аргумент разбивается на равные участки.Можно отметить, что функциональный преобразователь допускает подключение дополнительных блоков памяти и цифроаналоговых линейных интерполяторов параллельно блоку 3 памяти и интерполятору 4 (адресные входы этих блоков памяти подключаются к цифровому выходу интегратора 2, а аналоговые входы дополнительных интерполяторов - к аналоговому выходу интегратора 2 и выходу фаэоинвертора 5), что позволяет воспроизводить ряд функций одного и того же аргумента, В случае подключения к аналоговому выходу интегратора 2 дополнительного аналого-цифрового преобразователя Функциональный преобразователь может работать с цифровым интерполятором для воспроизведения Функций в цифровой форме.Таким образом, рассмотренный функциональный преобразователь по сравнению с прототипом (за счет наличия нелинейной обратной связи) позволяет выполнять разбиение аргумента на участки интерполяции произвольной длины (как зависящей, так и не зависящей от времени) и тем самым позволяет воспроизводить функции с любой крутизной вплоть до разрывных, а также функции с гистерезиьом, Для разрывных функций функция обратной связи должна иметь для соответствующего значения аргумента горизонтальный участок, а для функций с гистерезисом - участок с отрицательной крутизной.Укаэанные преимущества позволяют расширить область применения функционального преобразователя и повысить точность воспроизведения про- . извольных функций сложной формы. /каз 1173/36 филиал ПОП ффйа 1145353 ак ОДП