Нелинейный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 674172 А ЗОБ ТЕНИЯ А вый ключ 6 управуста новетчик 8,1 емент И , первый к автоматике и может быть исции характериния различных ение точнональных за ь 13, исшину 15 7 памяти бразованкциональная ременные дина фиг.3 - схет реализации, полиноминаль фиг.1) клемму ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 1012279, кл. 6 06 О 7/26, 1981.Шляндин В,рл. Цифровые измерительные устройства. М.: Высшая школа, 1981, . с,202-203.(54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для линеарилизации характеристик датчиков и выполнения различных математических операций. Цель изобретения - повышение точности при вычислении полиномиальных зависимостей, Получение полиномиальных зависимостей осуществляется на основе циклического повторения процесса двухтактного интегрирования,Изобретение относится вычислительной технике и пользовано для линеариза стик датчиков и выполне математических операций. Цель изобретения - повы сти при вычислении полином висимостей. На фиг.1 приведена фу схема устройства; на фиг,2 - в аграммы работы устройства; ма блока управления, вариан Устройство для получения ных зависимостей содержит(я)5 6 06 6 7/26,6 06 3 3/ при этом число циклов определяется степенью полинома. В первом такте первого цикла интегрируют входной сигнал в течение периода помехи, во втором такте всех циклов интегрируют образцовый сигнал до момента равенства нулю текущей суммы интегралов первого и второго тактов данного цикла, Длительность второго такта первого цикла кодируют и преобразуют в аналого" вую величину, которую далее интегрируют в первом такте всех последующих циклов вместо входного сигнала, причем длительность первого такта последующего цикла равна длительности второго такта предыдущего цикла, Нелинейный преобразователь содержит компаратор 2 знака, ключи 3,11,15, интегратор 4, нуль-орган 5, блок 6 управления, реверсивный счетчи 8, генератор 9 тактовых импульсов, элемент И 10. цифроаналоговые преобразователи 13 и 18, источник 14 опорного напряжения, регистр 17 памяти, 3 ил,1 "Вход", компаратор 2 знака, пер 3, интегратор 4. нуль-орган 5, блок ления, клемму 7 предварительной ки устройства, реверсивный сч генератор 9 тактовых импульсов, э 10, второй ключ 11, общую шину 12 цифроаналоговый преобразовател точник 14 опорного напряжения, "Выход", третий ключ 16, регистр 1 и второй цифроаналоговый прео тель 18.На фиг,2 обопряжение интегклемме 7; 21, 22,значено, 19 - выходное наратора 4; 20 - сигнал на 23 - сигналы соответствен 1674172но на первом, втором и третьем выходах блока 6 управления,Блок 6 управления фиг,З) может быть выполнен на основе первого, второго и третьего О-триггеров 24-26, Н 8-триггера 27, счетчика 28, реверсивного счетчика 29 тактов, счетчика 30 циклов, блока 31 памяти, первого и второго элементов ИЛИ 32 и 33, первого - четвертого элементов И 34 - 37.Устройство работает следующим образом.Предварительно в блок 31 памяти записываются ппэ-разрядныэ: слов где и - степень полинома, пэ - разрядность выходного КОДд. ЕМКОСТЬ Ко СЧ 8 ТЧИКа 28 ЕЫбираЕТСЯЙотаКОй, ЧтабЫ ОТНОШЕНИЕ То= - (Ь - ЧаСтОота импульсов с генератора 9 импульсов) было бы кратно периоду помехи на входе устройства. Емкость й реееосивного счетчика 29 тактов выбирается равной максимальному значению выходного кода первого цикла. Емкость йч счетчика 30 циклов выбирается равной степени полинома и,В исхОДнОм состОЯнии фиг,1 и 2) ключи 3, 11 и 16 разомкнуты, выходное напряжение интегратора 4 равно нулю, прохождение счетных импульсое на реверсиеный счетчик 8 запрещено сигналом с второго Выхода блока 6 управления. КОмпаратор 2 знака управляет знаком выходно- ГО напряжения первОГО 13 и еторОГО 18 цифроаналоговых преобразователей. Для определенности примем, что интегратор 4 является неинеэртирующим, следовательно, з 19 пОэз = - зцп Ов =: - з 1 цпОвх,где О 1 з и О 1 в - выходные напряжения первого 13 и второго 18 цифроаналоговых преобразователей.Пусть в момент времени то фиг,2) псдается импульс нэ клемму 7, по которому устанавливаются в ноль все счетчики 8, 28, 29 и 30, ЯЗ-триггер 27 и второй О-триггер 25, а первый и третий Сьтриггеры 24 и 26 - в единицу, Вследствие эпэго замыкается пеэвый ключ 3 и начинается заполнение счетчика 28 импульсами с выхода генератора 9 импульсОв, В результате интегратор 4 интегрирует входной сигнал О, с наложенной на него помехой ОпМп сэр,В момент времени т 1 счетчик 28 пег 18- полняется и сигналОМ:"38 р 8 полнения уста" навлиеает первый О-триггер 24 е ноль, а второй О-триггер 25 е единицу. Вследствие этого первый ключ 3 размыкается, а второй ключ 11 замыкается, Одновременно разрешается прохокдение импульсов на рееепсиеный гчетчик 8 и ре 1 ерсиеный .че 1 чик 940 45 50 Оа = О, аэ,Ох 1 Оо 1 55 5 10 15 20 25 30 тактов. Направление счета импульсов реверсивного счетчика 8 зависит от записанной е блоке 31 памяти информации для первого цикла, которая считывается по адресу, определяемому состоянием счетчика 30 циклов, Первый счетный импульс в последний поступил в момент времени т 1, Во втором такте первого цикла оевеосивный счетчик. 29 тактов работает на сложение, что определяется единицей на выходе третьего О-триггера 26. В результате интегратбр 4 интегрирует выходное напряжение первого цифроаналогового преобразователя 13, величина которого зависит от записанной в блоке 31 памяти информации для первого цикла,В момент времени и фиг.2) выходное напряжение интегратора 4 достигает нуля, что вызывает срабатывание нуль-Органа 5, Сигналом последнего КЯ-триггер 27 устанавливается в единицу, фиксируя содержимое реверсивного счетчика 8 в регистре 17 памяти, а третий О-триггер 26 устанавливается в ноль, Сигналом последнеего запрещается счет импульсов реверсивным счетчиком 8, реверсивный счетчик 29 тактов включается на вычитание, второй ключ 11 размыкается, а третий ключ 16 замыкается, На этом в момент времени т 2 заканчивается первый цикл работы устройства.В результате перечисленных поцессов е реверсивном счетчике 8 и регистре 17 памяти будет зафиксирован код ОхЭ ОхЭЙх 1= . о То =а 1 -ООЭ ООЭ где Ох 1 - среднее значение входного сигнала на интервале Т;Оо 1 - выходной сигнал цифроаналогового преобразователя 13 в первом цикле;э 1= то 7 о=сопз 1 - постоЯнный козффиЦиент первого цикла,С момента времени т 2 фиг,2) идет первый такт второго цикла преобразования, в течение которого интегратор через замкнутый третий ключ 16 интегрирует выходное напряжение второго цифроаналогового преобразователя 18, которое будет равно где Оо - выходной сигнал источника 14 опорного напряжения,В момент времени тз фиг.2) работающий на вычитание реверсиеный счетчик 29 тактов обнуляется и импульсом переноса переключает третий О-триггер 26 е единицу, 1674172) =агОок 35 гДе Тх 1 и Тхг - Длительность втоРого такта соответственно первого и второго цикла;Э 2= Тото ПОСТОЯННЫЙ КазффИЦИОо,2Оо 1ент второго цикла, 40 ТогДа сУммаоный коД Мхг в РевеРсивном счетчике 8 за два цикла Ох 1 Ох 1 гОокйхг=а; Далее повторяются изложенные выше процессы за второй цикл интервал времени 50 с 4 - тг) для третьего и последующих циклов с учетом того, чта длительнасть первого такта каждого последующего цикла берется равной длительности второго такта предыдущего цикла. Эта обеспечивается попе ременной работой на слажсние-вычитание реверсивного счетчика 29 тактов.По окончании всех и циклав (мамент времени 12 п, Фиг.2) на выходе пере;аса счетчика 30 циклов возникает импульс, который Вследствие этого реверсивный счетчик 29тактов переключается на сложение, начиная отсчет второго такта второго цикла, третий ключ 16 размыкается, а второй ключ 11замыкается, Одновременно счетчик 30 циклов сосчитывает второй импульс, вследствие чего на блок 31 памяти поступает кодадреса второго цикла для направления счета. импульсов реверсивного счетчика 8 и определения кодового слова первого 10преобразователя 13 для задания размераобразцового напряжения Оог во втором такте второго цикла. В результате интегратор 4интегрирует напряжение О 02, поступающее 15на его вход через второй замкнутый ключ 11с выхода первого преобразователя 13,В момент времени 14 (фиг,2) выходноенапряжение интегратора 4 становится равным нулю, что приводит к срабатыванию 20нуль-органа 5 и повторению описанных выше процессов для момента времени тг, Наэтом заканчивается второй цикл работ устройства,В результате перечисленных процессов 25в реверсивный счетчик 8 поступает числоимпульсов, равное устанавливает второй О-триггер 25 в ноль. запрещая тем самым прохождение счетных импульсов в реверсивный счетчик 29 тактов и замыкание ключей 11 и 16,В результате в реверсивном счетчике 8 будет зафиксирован кодОх 1"х==1Оакс =1Код в реверсивном счетчике 8 по окончании и циклов пропорционален значению полинома и-й степени от среднего значения Ох 1 вхоДного сигнала эа фиксиРованный интервал времени То, т,е. в данном случае отсутствует методическая погрешность получения полиномиальной зависимости, поскольку во всех тактах первого цикла в качестве входного сигнала фиксируется одна и та же величина Ох 1 независимо от текущего изменения входного сигнала в течение и циклов преобразования.Кроме того, поскольку начиная со второго цикла в качестве входной величины используется Ощ 1), которая очищена от влияния аддитивной периодической помехи в первом цикле, то результат преобразования 1) также не будет зависеть от действия этой памехи,Формула изобретения Нелинейный преобразователь, содержащий истачник опорного напряжения, первый, второй и третий ключи, причем информационный вход первого ключа соединен с входом нелинейного преобразователи, а выход первого ключа через ПОСЛЕДОВатЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫЕ ИНтЕГРатОР и нуль-орган подключен к первому входу блока управления, первый, второй и третий выходы которого соединены с управляющими входами соответственна первого, второго и третьего ключей, выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен са счетным входом счетчика, выход которого является выходам нелинейного преобразователя, выходы первого и втарага ключей абьед нены, О т л и ч а Ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности при вычислении палинамлальных зависимостей, в него введены кампаратар знака, первый и второй цифрааналагавые преобразователи и регистр памяти, а счетчик выполнен реверсивным, причем вь хад счетчика подключен к инфармгщ,1 аннаму входу регистра памяти, выход катарага саедннен с цифровым входам ьтсрага цнфраэналагавага преобразователя, знз,ага:-ый вход катарага соединен167 И 72 Ьо иаГ с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя и подключен к выходу источника опорного напряжения, инвертирующий выход первого цифроаналогового преобразователя и прямой выход второго цифроаналогового преобразователя подключены к информационным входам соответственно второго и третьего ключей, выход третьего ключа соединен с входом интегратора, первый и второй входы компаратора знака подключены соответственно к входу нелинейного преобразователя и к общей шине, а выход компаратора знака соединен с входом управления7 полярностью выходного напряжения первого и второго цифроаналоговых преобразователей, четвертый, пятый и шестой выходы блока управления подключены соответст венно к входу управления реверсом счетчика,к цифровому входу первого цифроаналогового преобразователя и к входу записи регистра памяти, вход предварительной установки нелинейного преобразователя соединен с вхо О дом обнуления счетчика и с вторым входомблока управления, третий вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход элемента И соединен с вторым выходом блока управления.1 Б.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор М;Демчи Редак од, ул.Гагарина, 1 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Заказ 2925 Тираж 371 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5