Функциональный преобразователь

оюз Советских оциалистических РеспубликОПИСАНИЕ 6 о,ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ лнительное к авт. свид(22) Заявлено 15,1с присоединением(23) Приоритет 199434 2 51) М. Кл.6063 1/О 6 06 6 7/2 вкиГасударственный канетеСоветв Министров СССРпо делам изооретеннйи открытий(45) Дата опубликования описания 05,04,78(71) Заявитель овосиби электротехнический мнстит(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ Изобретение относится к аналого цифровойтехнике и может быть использовано для линейно.го и функционального преобразования напряженияпостоянного тока в код,Известен функциональный преобразователь сцифровыми входом и выходом, содержащий блокквадратурных напряжений, выходы которого подключены к входам двух цифроуправляемых сопротивлений, нагруженных друг на друга, и цифровойизмеритель фазового сдвига, входы которого сое- рдинены с одним из выходов блока квадратурныхнапряжений и точкой соединения цифровых управляемых сопротивлений 1 .В таком преобразователе требуется представ.ление входной величины в виде цифрового кода и 15невозможно оперировать с входными переменными,заданными напряжением постоянного или переменного тока, что обусловлено отсутствием точных аналого-управляемых резисторов, аналогичных цифроуправляемым резисторам, 20Наиболее близким к изобретению техническимрешением является функциональный преобразователь 21, содержащий сумматор с масштабным резистором обратной связи, вход которого через первыймасштабный резистор соединен с выходом первого 25 2двухпозиционного ключа, через второй масштабный резистор - с выходом второго двухпозиционного ключа и через последовательно соединенные третий масштабный резистор и первый цифровой управляемь й делитель напряжения - с выходом третьего двухпозиционного ключа, Входы первого и третье. го двухнозиционных ключей подключены соответственно к выходам фазосдвигателя, а входы вто. рого двухпозиционного ключа - к выходам генератора синусоидального напряжения к входу фазосдвигателя и первому входу первого блока сравне. ния, второй вход которого соединен с шиной нуле. вого потенциала, Выход указанного блока сравнения через первый формирователь соединен с первым входом триггера, установочный вход которого под. ключен к выходу блока управления, выход второгсР блока сравнешя - с входом второго формировате. ля, выход триггера - с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выоду гене. ратора импульсов, Выход элемента И связан с пер. вым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока управления, а выход счетчика является первым выходом преобразователя.Указанный преобразователь, обладая универ. сальностью в смысле возможности воспроизведеиия различных функций, оперирует с входной вели.чиной, заданной только цифровым кодом.Предложенный функциональный преобразова.тель, с целью расширения функциональных возможностей, содержит дополнительные элементы И, реверсивный счетчик, источник опорного напряженияи управляемые ключи, управляющие входы которых подключены к выходу блока управления. Выход источника опорного напряжения соединен спервым входом первого управляемого ключа, вто.рой вход которого подключен к выходу генераторасинусоидального напряжения, выход первого управ.ляемого ключа через второй цифровой управляемыйделитель напряжения - с выходом второго управля.емого ключа, входы которого соответственно подключены к первому входу третьего управляемогоключа и через четвертый масштабный резистор квходу сумматора, выходом связанного с вторымвходом третьего управляемого ключа, Выходы тре.тьего и четвертого управляемых ключей связаны рОсоответственно с входами второго блока сравнениявыходом подключенного к первым входам первогои второго дополнительных элементов И, вторые итретьи зходы которых соединены соответственнос первым и вторым входами третьего дополнительного элемента И и выходами блока управления, Выход генератора импульсов соединен с четвертымивходаья первого и второго дополнительных элементов И, выходами подключенных к входам реверсивного счетчика, выход которого является вторым вы ходом преобразователя и соединен с управляющимивходами цифровых управляемых делителей напряжения, Выход третьего дополнительного элемента Исоединен с вторым входом триггера, первый входчетвертого управляемого ключа является входомпреобразователя, а его второй вход соединен с шиной нулевого потенциала.Такое выполнение преобразователя позволяетустранить необходимость применения дополнительного аналого. цифрового перобразователя для линейного кодирования напряжения постоянного токапри использовании указанного функциональногопреобразователя и дает значительную экономиюоборудования.Схема функционального преобразователя приведена на чертеже.Преобразователь содержит сумматор 1 с мас.штабным резистором 2 обратной связи, масштабные резисторы 3 - 6, двухпоэиционные ключи 7 - 9,цифровые управляемые делители 10 и 11 напряжения, фазосдвигатель 12, генератор 13 синусоидального напряжения, блоки 14 и 15 сравнения, формирователи 16 и 17, блок 18 управления, триггер 19,элемент И 20, генератор 21 импульсов, счетчик 22,дополичтельные элементы И 23 - 25, реверсивныйсчетчик 26, источник 27 опорного напряжения управ.ляемые ключи 28 - 31,Работает преобразователь в двух режимах: в режиме линейного аналого. цифрового преобразования входного напряжения г 1 остоянного тока и в 4режиме функционального преобразования цифрового эквивалента входного напряжения.При работе преобразователя в режиме линейного преобразования входного напряжения в код блок 18 управления вырабатывает на выходе управления режимами сигнал управления кшочами 28 - 31, обеспечивая следующую коммутацию узлов преобразователя: выход источника 27 опорного напряжения через ключ 28 соединен с входом цифрового управляемого делителя 11 напряжения, выход этого де. лителя через ключи 29 и 30 - с одним входом блока 15 сравнения, на другой вход этого блока через ключ 31 поступает входное напряжение постоянно. го тока.Линейное преобразование входного напряжения в код в предлагаемом преобразователе осуществляется на основе следующего метода.Входное напряжение постоянного тока Овх, поступившее на вхор преобразователя, сравнивается в блоке 15 с выходным напряжением 04 цифрово. го управляемого делителя 11 напряжения.Это напряжение прямо пропорционально значению кода в реверсивном счетчике 26. Если разность (Овх Од) положительна, то напряжениена выходе блока 15 сравнения имеет уровень, разрешающий прохождение очередного импульса генера. тора 21 через элемент И 23 на вход прямого счета реверсивного счетчика 26. Если разность (Овх - О 4) отрицательна, то импульс генератора 21 проходит через элемент И 24 на вход инверсного счета счетчика 26. Изменение кода в счетчике 26 происходит таким образом, что разность (Овх - О) сводится к кулю, и код в счетчике 26 соответствует величине входного напряжения ОвхВ режим функционального преобразования цифрового эквивалента входного напряжения преобразователь переводится при изменении сигнала на выходе блока 18 управления, обеспечивающего следующую коммутацию узлов преобразователя . управляемыми ключами 28 - 31: через ключ 28 вход цифрового управляемого делителя 11 напряжения соединяется с одним из выходов генератора 13 си. нусоидального напряжения, выход цифрового управ. пяемого делителя 11 напряжения через ключи 29 и 30 подключается к одному из входов блока 15 сравнения, а другой вход этого блока соединяется через управляемый ключ 31 с общей точкой,Функциональное преобразование основано на реализации функции а, + О хр(аа, аэ, а, х) = агстяаз+ а 4 хпричем коэффициенты а 1, аа, аэ, а 4 определяются при решении задачи аппроксимации воспроизводимой преобразователем функции функцией р (а ааз, а 4, х) и выполняется следующим образом,Генератор 13 синусоидального напряжения непрерывно вырабатывает парафазные синусоидальные напряжения постоянной амплитуды Омакс и частоты е: й Омакс за истор соединен с выходом первого ввухпозиционногоключа, через второй масштабный резистор - с выходом второго двухпозиционного ключа и черезпоследовательно соединенные третий масштабныйрезистор и первый цифровой управляемый делитель напряжения - с выходом третьего двухпозиционного ключа, входы первого и третьего двухпозиционных ключей соединены соответственно с выходами фазосдвигателя, а входы второго двухпозиционного ключа подключены к выходам генератора синусоидального напряжения, к входу фазосдви.гателя и первому входу первого блока сравнения,второй вход которого соединен с шиной нулевогопотенциала, выход указанного блока сравнения че.рез первый формирователь соединен с первым входом триггера, установочный вход которого подключен к выходу блока управления, выход второгоблока сравнения соединен с входом второго формирователя, выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен 10к выходу генератора импульсов, выход элементаИ соединен с первым входом счетчика, второй входкоторого соединен с выходом блока управления,а выход счетчика является первым выходом преобразователя, о тли ча ющ и й с я тем,что, с 25целью расширения функциональных возможностей,он содержит дополнительные элементы И, реверсив.ный счетчик, источник опорного напряжения и управляемые ключи, управляющие входы которых подключены к выходу блока управления, выход источ- ЗОника опорного напряжения соединен с первым вхо.дом первого управляемого ключа, второй входкоторого подключен к выходу генератора синусоидаль.ного напряжения, выход первого управляемого ключа через второй цифровой управляемый делитель 35 напряжения соединен с выходом второго управляе. мого ключа, входы которого соответственно подключены к первому входу третьего управляемого ключа и через четвертый масштабный резистор к входу сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего управляемого ключа, а выходы третьего и четвертого управляемых ключей сое. динены соответственно с входами второго блока сравнения, выход которого подключен к первым входам первого и второго дополнительных элемен. тов И, вторые и третьи вхоцы которых соединены соответственно с первым и вторым входами третьего дополнительного элемента И и выходами бло ка управления, выход генератора импульсов соеди. нен с четвертыми входами первого и второго дополнительных элементов И, выходы которых под. ключены к входам реверсивного счетчика, выход которого является вторым выходом преобразова. теля и соединен с управляющими входами цифровых управляемых делителей напряжения, выход третьего дополнительного элемента И соединен с вторым входом триггера, первый вход четвертого управляемого ключа является входом преобразователя, а его второй вход соединен с шиной нулевого потенциала.Источники информации, принятые во внима. ние при экспертизе: 1, Авторское свидетельство СССР И 193155,кл. 6 06 Е 15/20, 1967,2. Соболев В. И. Фазовые цифроаналоговыефункциональные преобразователи приближенногодействия. В сб. ффМатематические машины и програм.мированное обучение, Изд. БГУ им. В. И. Ленина,Минск, 1969, с. 107-115.