Функциональный преобразователь

Союз Соеетских Социалистических РеснубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ пп 860089 Ф(22) Заявлено 0810.79 (21) 2828251/18-24с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 300881 бюллетень М 32Дата опубликования описания 300881 РЦМ. Клз С 06 С 7/26 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.С. Гусев и С.И. СергейчикГ Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Красного Знамени политехнический институт им. ТрудовогоС.М. Кирова(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Известен функциональный преобразователь, содержащий диодные ограничи тели, инвертор тока, выходной сумматор, источник опорного напряжения,который осуществляет кусочно-линейную аппроксимацию функций 11.Его недостатком является наличиеметодической погрешности обусловленной способом аппроксимации воспроизводимой функции,Наиболее близок к предложенномуфункциональный преобразователь, содержащий источник синусоидальногонапряжения, сумматор, фазовращатель,включенный между выходом источникасинусоидального напряжения и первымвходом сумматора, амплитудный модулятор, информационный вход которогосоединен с выходом источника синусоидального напряжения, выход - совторым входом сумматора, а управляющий вход является входом преобразователя, блок преобразования напряжения в Фазу, включенный между выходом источника синусоидального сигнала и третьим входом сумматора, выход которого подключен к первомувходу блока сравнения, соединенного ЗО выходом с управляющим входом блока преобразования напряжения в фазу, а вторым входом - с выходом источника синусоидального сигнала 21.Этот функциональный преобразователь не позволяет осуществлять точное (без методической погрешности) воспроизведение центральных кривых второго порядка с осями, параллельными осям координат, и реализовать аппроксимацию других нелинейных зависимостей указанными центральными кривыми.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач и повышение точности работы преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что Функциональный преобразователь, содержащий блок сравнения, источник синусоидального напряжения, сумматор, фазовращатель, включенный между выходом источника синусоидального напряжения и первым входом сумматора, амплитудный модулятор, информационный вход которого соединен с выходом источника синусоидального напряжения, а выход - со вторым входом сумматора, дополнительно, содержит блок масштабного преобразования, два линейных выпрямителя, два Фильтранижних частот, дополнительные блок сравнения и амплитудный модулятор, информационный вход которого подключен к выходу фазовращателя, управляющий вход - к выходу основного блока сравнения, а выход - ко входу блока масштабного преобразования, и треть-,ему входу сумматора, выход сумматора через последовательно соединенные первый линейный выпрямитель и первый фильтр нижних частот соединен с первым входом основного блока сравнения, второй вход которого соединен с шиной опорного напряжения, выход основного амплитудного модулятора через последовательно соединенные второй линейный выпрямитель и второй фильтр нижних частот соединен с первым входом дополнительного блока сравнения, выход которого подключен к управляющему входу основного амплитудного модулятора, а второй вход является входом преобразователя, выход источника синусоидального напряжения соединен с четвертым входом сумматора.На фиг. 1 представлена блок-схема функционального преобразователя; на фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений, поясняющая его работу.Преобразователь содержит источник 1 синусоидального напряжения, фазовращатель 2, основной 3 и дополнительный 4 амплитудные модуляторы, сумматор 5, блок б масштабного преобразования, первый 7 и второй В линейные выпрямители, первый 9 и второй 10 фильтры нижних частот, основной 11 и дополнительный 12 блоки сравнения.Работа функционального преобразователя основана на реализации алгоритма, полученного путем использования аффинного преобразования, и примейении векторно-электрического метода.Запишем каноническое уравнение эллипсац ф, )0где Х, - напряжения, величина коХторых пропорциональназависимой у и независимой х переменным, связанных уравнением эллипсауББ- напряжения, величина коОторых пропорциональнамалой Ь и большой а осямэллипса.Уравнение (1) может быть преобразовано к видугде О40 напряжение, величинакоторо.о пропорциональна ординате окружности в системз координат ХОУ;О = -- напряжение, величинаОО которого пропорциональна ординате центра моделируемой окружности;1), напряжение, величина 507 окоторого пропорциональна ординате центра моделируемого эллипса;К 0 - напряжение, величинакоторого пропорциональна ординате эллипса в собственнойсистеме координат ХОУ.Из уравнения (3) видно, что величина напряжения О пропорциональна/Ю ординате эллипса в системе координат ХОУ.Функциональный преобразователь работает следующим образом,Напряжение б г с выхода источни ка 1 синусоидального напряжения поЦ - напряжение, пропорциональное по величинеординате окружностис радиусом, равным БИз уравнения (2) видно, что эллипс 5 можно моделировать с помощью окружности, аффинно подобной воспроизводимому эллипсу с радиусом, равным большой оси эллипса 1) и последующим изОменением полученного напряжения у,пропорционального ординате окружности, на величину коэффициента аффинного подобия Кс,. Уравнение (2) позволяет моделировать эллипс в системекоординат, совпадающей с осями эллипса. Для воспроизведения эллипса всистеме координат ХОУ, не совпадающей с осями эллипса ХОУ, необходимоввести два дополнительных напряжеФ Фния Х и 1) , сдвинутых по фазе наФ 2 и определяющих положение центра 20 моделируемой окружности (фиг. 2) .Так как аффинное преобразование долж.но производиться только с напряжением - , пропорциональным ординатеокружности и в собственной системе 5 координат ХОУ, то величина напряжения 0 должна определяться с учетом коэффициента аффинного подобия.Это достигается изменением О навеличину К по отношению к напряжению Оо, пропорциональному ординатецентра моделируемого эллипса. Притаком выборе величины напряжения 0изменение величины напряжения 0 навеличину Кс,приводит к выполнению д уравнения (2):О860089 формула изобретения фиа 1 отношению к прямому преобразованию(это сводится к изменению величинынапряжения заданного значения Ос, иизменения коэффициента аффинного подобия на обратную величину 1/К(до-стигается изменением коэффициентапередачи блока 6 масштабного преобразования 1.В случае моделирования эллипсас центром, не совпадающим с центромсистемы координат, в которой реализуется нелинейная зависимость, приобратном преобразовании изменяютсятакже величины напряжений Ухо и Оо,что сводится к изменению коэффициента передачи сумматора 5 по этимвходам.Таким образом, предложенный функ-циональный преобразователь обеспечивает решение более широкого кругазадач, чем известный. Он не имеетметодической погрешности при воспроизведении центральных кривых второгопорядка, что позволяет повысить точность его работы по сравнению с известным,функциональный преобразователь, содержащий блок сравнения, источник синусоидального напряжения, сумматор, фазовращатель, включенный между выходом источника синусоидального ,напряжения и первым входом сумматора, амплитудный модулятор, информационный вход которого соединен с выходом источника синусоидального напряжения, а выход - со вторым входом сумматора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения классарешаемых задач и повышения точностиработы, он содержит блок масштабногопреобразования, два линейных выпрямителя, два фильтра нижних частот,дополнительные блок сравнения и амплитудный модулятор, информационныйвход которого подключен к выходу фаэовращателя, управляющий вход - квыходу. основного блока сравнения, авыход - ко входу блока масштабногопреобразования и к третьему входусумматора, выход сумматора через последовательно соединенные первыйлинейный выпрямитель и первый фильтрэ нижних частот соединен с первым входом основного блока сравнения, второйвход которого соединен с шиной опорного напряжения, выход основного амплитудного модулятора через последо 20 вательно соединенные второй линейный выпрямитель и второй фильтр нижних частот соединен с первым входомдополнительного блока сравнения, выход которого подключен к управляющед му входу основного амплитудного модулятора, а второй вход является входом преобразователя, выход блока масштабного преобразования является выходом преобразователя, выход источника синусоидального напряжения соединен с четвертым входом сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Справочник по нелинейным микросхемам. Под. ред. Д. Шейнгорда. ММир 1977, с. 62, фиг. 2,1.16.2. Авторское свидетельство СССРР 488224, кл. 6 06 6 7/24, 1975.860089 Составитель Н. БалабошкоТехред Т, Маточка Коррек Редакто ев аказ 7550 о 130 4/5 к илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,. Тираж 745ИИПИ Государственногпо делам изобретенийМосква, Ж, Рауш Подпиомитета СССоткрытийя наб д