Функциональный преобразователь

(61) Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 170881 (2) 3327348/18-24 Я 1)фф Я 3 С 06 С 7/26 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытий) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТ Недостатком известного преобразователя является сложность расстройки, связанная с тем, что невозможно О изменить значение функции в одном Изобретение относится к аналого:вой вычислительной технике.Известен Функциональный преоб- . .разователь, содержащий операционный усилитель, резистор обратной связи и и диодно-реэисторных аппроксимирующих ячеек 1 1.Недостатком преобразователя является ограниченная точность, обуслов-. ленная влиянием нестабильности вольтамперной характеристики диодов на выходную характеристику преобразова.- теля.Наиболее близким к предлагаемому является Функциональный преобразова" тель, содержащий первый и второй выходные операционные усилители, пер- вый и второй масштабные резисторы обратной связи, включенные между входом и выходом соответствующего выходного операционного усилителя, и потенциометров, включенных между входами первого и второго выходных операционных усилителей, входной масштабный резистор, включенный .2 между выходом первого-выходного операционного усилителя.и,входом второго выходного операционного услилите.ля, выход которого является выходом преобразователя, п аппроксимирующих. 3 ячеек, каждая.из которых выполнеРна на первом и втором входных резисторах, резисторе обратной связи,топерационном усилителе, вход которого соединен с первыми выводами первого и второго входных резисторови резистора обратной связи, первомкоммутирующем диоде, включенном между входом и выходом операционногоусилителя, втором коммутирующем дио-де, включенном между выходом опера-.ционного усилителя и вторым выводомрезистора обратной связи, и масштабных резисторов, каждый иэ которыхвключен между подвижныи контактомсоответствующего потенциометра и вторым выводом резистора, обратной связи соответствующей аппроксимирующей О ячейки, вторые выводы первых вжщ 1 ныхрезисторов аппроксимирующих ячеек соединены и являются входом преобразователя, вторые выводы вторыхвходных резисторов аппроксимирукщихячеек соединены с шиной опорного 5 напряжения 2).993288 3узле аппроксимации с помощью регулировки только одного потенциометра.Цель изобретения - упрощение настройки преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что функциональный преобразова тель, содержащий первый и второй выходные операционные усилители, первый и второй масштабные резисторы обратной связи, включенные между входом и выходом соответствующего 10 выходного операционного усилителя, п потенциометров, включенных между входами первого и второго выходных операционных усилителей, входной .масштабный резистор, включенный между выходом первого выходного операционного усилителя и входом второго выходного операционного усилителя, выход которого является выходом преобразователя, п аппроксимирующих ячеек, каждая иэ которых выполнена на первом и втором входных резисто-рах, резисторе обратной связи, операционном усилителе, вход которого соединен с первыми выводами первого и второго входных резисторов и резистора обратной связи, первом коммутирующем диоде, включенном между входом и выходом операционного усилителя, втором коммутирующем диоде, включенном между выходом операцион- ЗО ного усилителя и вторым выводом резистора обратной связи, п масштабных резисторов, каждый из которых включен между подвижным контактом соответствующего потенциометра и 35 вторым выводом резистора обратной связи соответствующей аппроксимирующей,ячейки, второй вывод первого входного резистора первой аппроксимирующей ячейки является входом преобразова О теля, дополнительно содержит в каждой аппроксимирующей ячейке первый и второй дополнительные входные резисторы, дополнительный резистор обратной связи, первый и второй дополнительные коммутирующие диоды, дополнительный операционный усилитель, вход которого соединен с первыми. выводами первого и второго дополнительных входных резисторов и дополнительного резистора обратной связи, подключенного вторым выводом к второ- рому выводу второго входного резистора, аноды основного и дополнительного первых коммутирующих диодов четных по номеру аппроксимирующих ячеек 55 подключены соответственно к входам основного и дополнительного операционных усилителей, а катоды - к выходам соответствующих операционных усилителей и к анодам вторых основ О ных и дополнительных коммутирующих диодов, подключенных катодами соответственно к вторым выводам основного и дополнительного резисторов обратной связи, катоды основного и дополнительного первых коммутирующих диодов нечетных по номеру аппроксимирующих ячеек подключены соответственно к входам основного и дополнительного операционных усилителей, а аноды - к выходам соответствующих операционных усилителей и к анодам вторых основных и дополнительных коммутирующих диодов, подключенных анодами соответстенно к вторым выводам основного и дополнительного резисторов обратной связи, второй вы,вод первого дополнительного входного резистора первой аппроксимирующей ,ячейки соединен с вторым выводом первого основного входного резистора этой же ячейки, вторые выводы вторых дополнительных входных резисторов нечетных по номеру аппроксимирующих ячеек соединены с шиной положительного опорного напряжения, а вторые выводы вторых дополнительных входных резисторов четных по номеру аппроксимирующих ячеек - с шиной отрицательного опорного напряжения, вторые выводы первых основного и дополнительного входных резисторов каждой аппроксимирующей ячейки, кроме первой, соединены с вторым выводом дополнительного резистора обратной связи предыдущей по номеру аппроксимирующей ячейки.На Фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя,на фиг, 2 и 3 графики, поясняющие его работу,Преобразователь содержит первый и второй выходные операционные усилители 1 и 2, первый и второй масштабные резисторы 3 и 4 обратной связи, и потенциометров 55, п масштабных резисторов 66, и аппроксимирующих ячеек 77, каждая из которых содержит основной и дополнительный операционные усилители 38 и 99 и, основной и дополнительный резисторы 10 10 и 11, 11, обратной связи, первый и второй основные входные резисторы 12 , 12 и 13,13 первый и второй дойолнительные входные резисторы 1414, и 15 , 15 первый и второй основные коммутирующие диоды 16 .16, и 171 7 первый и второй дополнительные коммутирующие диоды 18 , 18 и 19 19 д, входной масштабный резистор 20.Функциональный преобразователь работает следующим образом.Пусть требуется воспроизвести непрерывную нелинейную,функциональную зависимость У = Й(Х), О - Х Х, Ос УУ (фиг, 2) при равномерном разбиении оси аргумента на участке аппроксимации.Проведем кусочно-линейную аппроксимацию функции Й(Х), располагая узлы аппроксимации в точках Х ( 1 = 0,1, , п ). Ординаты аппроксимируемой функции в этих точках обозначим У,Предлагаемый Функциональный преобразователь осуществляет кусочнолииейную интерполяцию Функции, заданной ординатами У; в точках Х , привыполнении следующих соотношенийсопротивлений резисторов:г1 о. онК =К ="=Я =М+4 ф 2. н И1 ъ= =-=Яй. иК "-Я, =. =Я "-2 Ял Ю Л 5 иЪ ц 2 О 1 Я.При изменении входного сигнала ХОт нуля до Х = 2 Е , где Е - опорЛНое напряжение, на катоде диода 19 л .Формируется кусочно-ломаная фиг. Зфа на катоде диода 17 т.е. на выходе первой аппроксимирующей ячейки 7, - треугольная Функция от Х(фиг. ЗЦПри изменении Х в пределах ЗЕрХзЕна катоде диода 19 Формируется кусочно-ломаная (фиг. ЗЮ, а на выходевторой аппроксимирующей ячейки 7 треугольная Функция (фиг. ЗЕ). Приизменении Х в пределах 4 ЕЪХЪ 2 Елформируется треугольная функция йавыходе третьей аппроксимирующей ячейки 7(фиг. Зд Е 1.При дальнейшем увеличении Х аналогично формируются треугольные функции на выходах остальных аппроксимирующих ячеек 74. 7 ИВоспроизведение функции Й Хосуществляется путем суммирования треугольных функций с соответствующимикоэффициентами, величину и знак которых задают положением движков потенциометров 5, , 5 И. Поскольку треугольные Оункции, воспроизводимыеаппроксимирующими ячейками 7 Л7, ортогональнй по отношению другк другу, то регулировкой потенциометров 5 л,., 5 И можно устанавливатьординаты восйроизводимой функциий Х ) в узлах аппроксимации независимо друг.от друга. Следует отметить,что среднее положение движка потенциометров 55 и соответствуетнулевому коэффицйенту суммированиятреугольной функции, поэтому преобразователь позволяет воспроизводитьмонотонные и немонотонные функции,.изменяющие знак.Настройка Функционального преобразователя осуществляется путем поочередной установки с помощью потенциометров 5 л,5, значений Функ-:.ции в узлах аппроксимации. Если требуется перестроить преобразовательна воспроизведение другой функции,отличающейся от исходной только в одном 1-м узле аппроксимации, достаточно с помощью соответствующего потенциометра 5 установить новое значение М.Предлагаемый преобразователь обладает в сравнении с прототипом более простой процедурой перестройки на воспроизведение другой функции, позволяет существенно сократить Ю затраты времени.Формула изобретения15 Функциональный преобразователь,содержащий первый и второй выходныеоперационные усилители, первый и второй масштабные резисторы обратнойсвязи включенные между входом и 2 О выходом соответствующего выходногооперационного усилителя, и потенциометров, включенных между входами первого и второго выходных операционных усилителей, входной масштабный 2. резистор, включенный между выходомпервого выходного операционного усилителя и входом второго выходногооперационного усилителя, выход которого является выходом преобразователя, И аппроксимирующих ячеек, каждаяиз которых выполнена на первом и втором входных резисторах, резистореобратной. связи, операционном усилителе, вход которого соединен с первыми выводами первого и второго З 5 входных резисторов и резистора обратнрй связи, первом коммутирующем диоде, включенном между входом йвыходом операционного усилителя, .втором коммутирующем диоде, включенном 40 между выходом операционного усилителяи вторым выводом резистора обратнойсвязи,д масштабных резисторов,. каждый из которых включен между подвижным контактом соответствующего по тенциометра и вторым выводом резистора обратной связи соответствующейаппроксимирующей ячейки, второй вывод первого входного резистора первой аппроксимирующей ячейки являет О ся входом преобразователя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения настройки, он содержит вкаждой аппроксимирующей ячейке пер"вый и второй дополнительные входные 55 РезистоРы, дополнительный резисторобратной связи, первый и второй дополнительные коммутирующие диоды,дополнительный операционный усилитель, вход которого соединен с пер-выми выводами первого и второго дополнительных входных резисторов идополнительного резистора обратнойсвязи, подключенного вторым выводомк второму выводу второго входногорезистора, аноды основного и допол нительного первых коммутирунажх ди993288 Зхй +Ею 00 одов четных по номеру аппроксимирующих ячеек подключены соответственно к входам основного и дополнительного операционных усилителей, а катоды - к выходам соответствующих операционных усилителей и к анодамвторых основных и дополнительныхкоммутирующих диодов, подключенныхкатодами соответственно к вторымвыводам основного и дополнительногорезисторов обратной связи, катодыосновного и дополнительного первыхкоммутирующих диодов нечетных по номеру аппроксимирующих ячеек подключены соответственно к входам основного и дополнительного операционныхусилителей, а аноды - к выходам соответствующих операционных усилите-:лей и к анодам вторых основных идополнительных коммутирующих диодов,подключенных анодами соответственнок вторым выводам основного и дополнительного резисторов обратной связи,второй вывод первого дополнительноговходного резистора первой аппроксимирующей ячейки соединен с вторым выводом первого основного входного резистора этой же ячейки, вторые выводы вторых дополнительных входных резисторов нечетных по номеру аппроксимирующих ячеек соединены с шиной по ложительного опорного напряжения, а вторые выводы вторых дополнительных входных резисторов четных по номеру аппроксимирующих ячеек - с шиной отрицательного опорного напряжения, о вторые выводы первых основного идополнительного входных резисторов каждой аппроксимирующей ячейки, кроме первой, соединейы с вторым выводом дополнительного резистора обрат,ной связи. предыдущей по номеру аппроксимирующей ячейки.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе2 О 1. Смолов В.Б. Аналоговые вычис"лительные машины, М "Высшая школа",1970, с. 206.2. Справочник по нелинейным схемам. Под, ред. Д. Шейнгольда. М.,фМир", 1977, с, 62 прототип),993288Хг Х 4 абоставитель Н.ехред И. Костик ала ор В, Петр каэ 481/б 7 Тира ВНИППИ Госуд по делам. 113035, Москва, жгород, ул, Проектная,л ППП фПатент", г. ж 704рственного ком зобретений и о Ж, Раушска ректор О. Билак Подписи ета ССС рытий аб., д.