Функциональный преобразователь
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 696490
Автор: Богословский
Текст
(72) Автор изобретения А. В. Богословский Киевский институт автоматики им. ХХУ сьееда КПСС(54) фУНКЦИОНАЛЪНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.Известен функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, многостабильную схему с устройством управления источники, опорного напряжения положительной и отрицательной полярности, генератор пилообразного напряжения положительной и отрицательной полярности, ключевые элементы, операционные усилители1 .Однако, он имеет сложную настройку на заданную функциональную зависимость, и органы, определяющие результирующую характеристику взаимосвязаны.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является функциональный преобразователь, содержащий блок задания ординат, блок выходных усилителей и фильтров, многостабильный элемент, коммутатор ординат, выходы которого соединены со входами блока выходных усилителей и фильтров, информа:ционные входы - с выходами блока зада ния ординат а управляющие входы . - с выходами многостабильного элемента, широтно-импульсный модулятор, блок преобразования входного сигнала в гибридный код, вход которого является входом функционального преобразователя, аналоговый выход соединен со входом широтно-импульсного модулятора, цифровые выходы - с управляющими входами многостабильного элемента. Выход широтно-импульсного модулятора соединен с уцравляюшим входом многостабильного элемента 2Однако он имеет относительно низкую точность воспроизведения. функций, поскольку в нем осуществляется линейная интерполяция между значениями функции, заданными в точках, равномерно расположенных по оси абсцисс.Цель изобретения - повышение точности функционального преобразователя эа счет нелинейной интерполяции функции,Это достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий блокзадания ординат, многостабильный элемент,коммутатор ординат, информационныевходы которого соединены с выходамиблока задания ординат, управляющие входы - с выходами многостабильного элемента, а выходы - со входами блока буферных усилителей,широтно-импульсныймодулятор, первый и второй входы которого через первый и второй входные масштабные резисторы соединены со входом функционального преобразователя,дополнительно содержит блок заданияабсцисс, нелинейный интерполятор, .блокуправления и коммутатор абсцисс, инфор.мационные входы которого соединены свыходами блока задания абсцисс, управляющие входЫ - с выходами многостабильного элемента, а выходы - с первым ивторым входами широтно-импульсногомодулятора. Входы блока управления соединены с первым и вторым входами широтно-импульсного модулятора, прямойи инверсный выходы которого подключенык соответствующим управляющим входамнелинейного интерполятора, Первый ивторой управляющие входы многостабильного элемента соединены с выходамиблока управления. Выходы блока буферных усилителей соединены с входами задания ординат нелинейного интерполятора, выход которого является выходомфункционального преобразователя. Крометого нелинейный интерполятор содержитвремя-импульсные проводимости, инвертор, операционные усилители, масштабные резисторы, ключ и сумматор, выходкоторого является выходом нелинейногоинтерполятора, первый вход соединен свыходом первого операционного усилителя, а второй вход - с выходом второгооперационного усилителя. Между выходами первого операционного усилителя иинвертора включены последовательно соединенные первый и второй масштабные резисторы, общий вывод которых черезключ подключен ко входу третьего операционного усилителя. Выход третьего операционного усилителя через первую время.импульсную проводимость соединен совходом второго операционного усилителя,Вход инвертора подключен к выходу четвертого операционного усилителя, ко входу которого подключены третий и четвертый масштабные резисторы и выходы второй и третьей время-импульсных проводимостей. Свободный вывод третьего мас-,штабного резистора соединен со входомвторой время-импульсной проводимости и является первым входом задания ординатнелинейного интерполяторв. Вход первогооперационного усилителя соединен с выходами четвертой и пятой время-импульс 5 ных проводимостей, входы которых являются соответственно вторым и третьимвходами задания ординат нелинейногоинтерполятора. Свободный вывод четвертого масштабного резистора соединен со10входом третьей время-импульсной проводимости и является четвертым входомзадания ординат нелинейного интерполятора. Управляющие входы ключа, второй15и четвертой время-импульсных проводимостей соединены и являются прямымуправляющим входом нелинейного интерполятора. Управляющие входы первой,третьей и пятой время-импульсных проводимостей соединены и являются инверснымуправляющим входом нелинейного интерполятора.На фиг. 1 приведена структурная схема функционального преобразователя, нвфиг. 2 - принципиальная схема нелинейного интерполятора, на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу нелинейного интерполятора,Функциональный преобразователь содержит блок задания абсцисс 1, блок задания ординат 2, нелинейный интерполятор 3, коммутатор абсцисс 4, коммутатор ординат 5, многостабильный элемент6, блок управления 7, широтно-импульсЗ 5 ный модулятор 8.блок буферных усилителей 9, первый и второй входные резисторы 10 и 11. Нелинейный интерполятор3 содержит сумматор 12, инвертор 13,первый и второй масштабные резисторы40 14 и 15, ключ 16, первый, второй, третий и четвертый операционные усилители17-20 третий и четвертый масштабныерезисторы 21 и 22, первую, вторую,третью, четвертую и пятую время-им 45 пульсные проводимости 23-27.функциональный преобразователь работает следующим образом.Процедура вычисления функции ц: Цх),заданной координатами узлов интерполя 50 ции х 1 ц; (1 1,2, и), которые хранятся в блоках задания абсцисс 1 и ординат 2 сводится к следующему: а) определяется участок интерполяции иэ условияХ(Х(Хб) определяется величина у 11 соответствующая линейной интерполяции на выбранном участке х; - к;7696490 полятора 3. Блок буферных усилителей 9 предназначен для согласования выходов коммутатора ординат 5 с входами задания ординат ц цв, ц, ц нелинейного интерполятора 3. Нв вход первого операционного усилителя 17 через четвертую и пятую время-импульсные проводимости 26,27 поступают сигналы ц в, и соответствующее ординатам узлов интерполяции выбранного участка. Выходное напряжение этого усилителя будет равноЪс Чв 8 9 счто соответствует линейной интерполяции между узлами б и с (фиг. 3). Сигналы 8 и 8 используются для управления второй и третьей время-импульсными проводимостями 24, 25, установленными во входных цепях четвертого операционного усилителя 20, который формирует напряжение дсоответствующее линейной интерполяции функции в расширенном интервале (фиг. 3),Ц (Лх+ Х-Х)+ Ц,(ЬХ+Х - Хв)Ч 2,= Чад Эьхчаи = 3 Ч ю Рй з " ц+ "сьХ =х,-кв Для формирования некоммутируемыхТОКОВ ПРОПорЦИОНаЛЬныХ Чц ислужат третий и четвертйй масштабныерезисторы 21,22. 5 10 15 20 25 Зо ное напряжение функционального преобразователя (фиг. 3) ц = Це + Цп Переход. с одного участка нв другой можно осуществлять путем замены всех параметров узлов интерполяции на соответствующие параметры узлов интерполяции с номером на единицу большим, если переход происходит на участок справа или на единицу меньшим, если переход происходит нв участок слева. При таком построении схемы переход с участка на участок приводит к скачкообразному изменению О от 1 до О или от О до 1 и сопровождается перезарядом ряда конденсаторов. Это связано с ухудшением частотной характеристики функционального преобразователя. В предлагаемом функциональном преобразователе переключение переменных осуществляется твк, что нв границе учвст кв интерполяции изменяется не О в(Яее производная - Такое построениедуускоряет течение переходных процессов и способствует расширению полосы пропускания. Благодаря нелинейной интерполяции воспроизводимой функции предлвгаемый функциональный преобразователь имеет более высокую точность по сравнению с прототипом, при равных аппаратурных затратах, и позволяет упростить процедуру настройки нв воспроизведение заданной функции за счет сокращения количества узлов аппроксимации, Напряжение ц подается на вход инвер- З 5 тора 13, на выходе которого получается напряжение, равное по величине и противоположное по знаку нвпряжениюн Токи ток -1суммируются с помо 40 щью первого н второго суммирующих резисторов 14, 15 на входе ключа 16. Токпропорционален напряжению н ток пропорционален напряжению - н Ключ 16 управляет сигналом Я поэто 45 му среднее напряжение на выходе третьего Операционного усилителя 19 будет пропорционально величинеЦс- щД Это напряжение через первую времяимпульсную проводимость 23, управляемую50 сигналом О , подается нв вход второго операционного усилителя 18, на выходе которого формируется напряжение нелинейной поправки ц. = (Ц - 9 ц Д )Напряжение.с выхода первого опера 55 ционного усилителя 17 и напряжение у с выхода второго операционного усилителя 18 подаются нв входы сумматора 12, на выходе которого формируется выходФормула изобретения 1, функциональный преобразователь, содержащий блок задания ординат, много- стабильный элементкоммутатор ординат, информационные входы которого соединены с выходами блока задания ординат, управляющие входы - с выходами много- стабильного элемента, в выходы - со входами блока буферных усилителей, широтно-импульсный модулятор, первый и второй входы которого через первый и второй входные масштабные резисторы соединены со входом функционального преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности зв счет нелинейной интерполяции функции, он содержит блок задания абсцисс, нелинейный интерполятор, блок управления и коммутатор абсцисс, информационные входы которого соединены с выходами блока задания абсцисс, управляющие входы - с выходами многостабнльного элемента, а выходы - с пер 9 696490вым и вторым входами широтно-импульсного модулятора, входы блока управления соединены с первым и вторым входами широтно-импульсного модулятора, прямой и инверсный выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам нелинейного интерполятора, первый и второй управляющие входы многостабильного элемента соединены с выходами блока управления, выходы блока буферных усилителей соединены с входами задания ординат нелинейного интерполятора, выход которого является выходом функционального преобразователя.2, Функциональный преобразователь поп.1, отличающийся тем, что нелинейный интерполятор содержит время-импульсные проводимости, инвертор, операционные усилители, масштабные резисторы, ключ и сумматор, выход которого является выходом нелинейного интерполятора, первый вход соединен с выходом первог операционного усилителя, а второй вход - с выходом второго операционного усилителя, между выходами первого операционного. усилителя и инвертора включены последовательно соединен- ные первый и второй масштабные резисторы, общий вывод которых через ключ подключен ко входу третьего операционного усилителя, выход третьего операционного усилителя через первую время- импульсную проводимость соединен со входом второго операционного усилителя, вход инвертора подключен к выходу четвертого операционного усилителя, ко вхоиу которого подключены третий и четвертый масштабные резисторы и выходы второй и третьей время-импульсных проводимостей, свободный вывод третьего мас штабного резистора соединен со входомвторой время-импульсной проводимости и является первым входом задания ординат нелинейного иптерполятора, вход первого операционного усилителя соединен с вы О ходами четвертой и пятой время-импульсных проводимостей, входы которых являются соответственно вторым и третьим входами задания ординат нелинейного интерполятора, свободный вывод четвертого масштабного резистора соединен с входом третьей время-импульсной проводимости и является четвертым входом задания ординат нелинейного интерполятора, управляющие входы ключа, второй и четвертой время-импульсных проводимостей соединены и являются прямым управляющим входом нелинейного интерполятора, управляющие входы первой, третьей и 25пятой время-импульсных проводимостей соединены и являются инверсным управляющим входом нелинейного интерполятоИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Пухов Г. Е. Справочник по аналоговой вычислительной технике, К., Техника, 1975, с. 3.97, рис, 3.47.2, Кори Г., Кори Т., "Электронныеаналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины", т. 2, М., Мир, 1968,с. 217 фиг. 3.331 б (прототип).696490 х с Фиг,5 Составитель Балабо ВиноградовТехред Л. Алфероваректор А. Гриценко Редактор Подпис ное каз 6770/51 Тираж 780Ы 1 ИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий113035 Москва, Ж, Раушская наб д 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгородул. Проектная,
СмотретьЗаявка
2495909, 15.06.1977
КИЕВСКИЙ ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ ИМ. ХХУ СЪЕЗДА КПСС
БОГОСЛОВСКИЙ АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G06G 7/26
Метки: функциональный
Опубликовано: 05.11.1979
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-696490-funkcionalnyjj-preobrazovatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Функциональный преобразователь</a>
Предыдущий патент: Функциональный декодирующий преобразователь
Следующий патент: Универсальный диодный функциональный преобразователь
Случайный патент: Упругая муфта