Многоканальный функциональныйпреобразователь

О П И С А Н И Е1840952ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски нСоциапистичесиинРеспубикиъФ(5)М. Кл. 506 Ь 7/26 с присоединением заявки РЙ ГэеуяРрстаенньп квинтет СССР во адам нзевретеннй н втнрытнй(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОВРАЭОВАТЕЛЬ 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для воспроизведения, анализа и экстраполяции взаимосвязанных ограниченно-определенных функций одного общего аргументаИзвестен функциональный преобразователь, содержащий прецизионные диодные огратйщители и мостовой формирователь функций, выполненный на дяференциальном сумматоре токов Щ.Недостатком известного преобразователя является то, что он не обеспечивает одновременного воспроизведения несколь ких функций одного общего аргумента.1 твиболее близким по технической сущ 15 ности является многоканальный диодный функпиональный преобразователь,содержащий щ прецизионных диодных ограничителей, первые входы которых соединены с шиной опорного напряжения, в вторые входы соединены между собой и являются входом преобразователя, М мостовых формирователей функций, каждый иэ которых выполнен на дв 3 ференциальном сумма 2торе токов,ен +2)-х входных масштабных резисторах и (1 п +2) -х токорвзветвляющих потенциометрах, неподвижные контакты каждого из которых соединены с инвертирующим и неинвертирукнцим входамидифференциального сумматора токов, а подвижный контакт - с выводом соответствующего входного масштабного резистора,свободные выводы входных масштабныхрезисторов с первого по ъый подключены к соответствующим выходам црецизионных диодных ограничителей, свободные выводы (ттт+1) и (ю+2) входныхмасштабных резйбторов соединены соответственно с шиной опорного напряжения ивходом преобразователя, выходы дифференциальных сумматоров мостовых формирователей функций явлщотся выходами преобразователя 21,Недостатком этого преобразователя является то, что он обеспечивает только линейную экстраполяцию нескольких функпийодного аргумента и не позволяет осуществлять нелинейную экстрвполяцию и согла3 . 8409 сованную корректировку нескольких взаимо связанных функций одного аргумента, по желанию оператора в области, где эти функции недостаточно определены.Цель изобретения- расширение функциональных возможностей преобразователя за счет нелинейной экстраполяции функций. Поставленная цель достигается тем, 1 О что многоканальный функциональный преобразователь, содержащий п 1 прецизионных; диодных ограничителей, первые входы ко-. торых соединены с шиной опорного напряжения, а вторые входы соединены между собой и являются входом диодного функционального преобразователя, й мостовых формирователей функций, каждый из у которых выполнен на дифференциальном сумматоре токов, (1 м+2)-х входных масштабных резисторах и (иН.2) -х токоразветвляющих потенциометрах, неподвижные контакты каждого из которых соединены с инвертируюшим и неинвертирующим входами дифференциального сумматора токов, а подвижный контакт - с выводом соответствующего входного масштабного резистора, свободные выводы входных масштабных резисторов с первого по гп- ый подключены к соответствующим. выходам прецизионных диодных ограничителей, свободные выводы (п +1) -го и (щ + 2)-го входных масштабных резисторов соединены соответственно с шиной опорного напряжения и входом35преобразователя, выходы дифференциальных сумматоров мостовых формирователей функций являются выходами преобразователя, дополнительно содержит(т +3.)-й прецизионный диодный ограни- , 40 читель, блок формирования законов экстраполяции и блок согласованной корректировки, а каждый мостовой формирователь функций дополнительно содержит (т+ 3)-й и (т+4)-й входные масштабные резисторы и токоразветвляюшие потенциометры, неподвижные контакты которых соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциаль-.ного сумматора токов, а подвижный50 контакт - с выводом соответствующего ЬМ. 3)-го или (1 тн.4)-го входных масштабных резисторов, свободные выводы (й 1+ 3)-х входных масштабных резисторов квждго мстовог формирователя 55 функций подключены к выходу блока формирования законов экстраполяции, вход которого соединен с выходом (п+1)-го прецизионного диодного ограничителя,52 4подключенного первым входом к шине опорного напряжения а вторым входом - ко входу преобразователя, свободные выводы (п +4)-х входных масштабных резисторов каждого мостового формирователя функций соединены с выходом блока согласованной корректировки, вход которого подключен к выходу ( щ + 1)-го прецизионного диодного ограничителя.Кроме того, блок формирования законов экстраполяции состоит из нелинейного элемента и трехпозиционного переклю чателя, подвижный контакт которого является выходом блока формирования законов экстраполяции, а непбдвижные контакты соединены соответственно с шиной нулевого потенциала, с входом и с выходом нелинейного элемента, вход которого является входом блока формирования законов экстраполяции.Блок согласованной корректировки состоит из датчика приращений и выключателя, первый контакт которого является входом блока согласованной корректировки, а второй контакт подключен к выходу датчика приращений, вход датчика приращений является входом блока согласованной корректировки.На фиг. 1 приведена блок-схема многоканального функционального преобразова теля; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.Многоканальный функциональный преобразователь содержит прецизионные диодные ограничители 14,1" урн7 мостовые формирователи функций 22 ,. 24, каждый из которых включает дифференциальный; сумматор 3 токов, входные масштабные резисторы 44, 4 , 4 + и токоразветвляющие потенциометры 5, 5, 5 п 1 4 1, блок-формирования 6 законов экстраполяции, состоящий из трехпозиционного переключателя 7 и нелинейного элемента 8, и блок 9 согласованной корректиравки, состоящийвыключателя 10 и датчика 11 прираений.Преобразователь работает следуюшим образом.Б области изменения аргумента, где функции определены, т.е. при Х 6 Х (фиг.2) преобразователь действует по общей интерполяционной формулеЧ,(Х):Чав- (о;ц.,)(,Х-Х.,)ЧСХ-Х.,1,кч(режим 1)где- начальное значение реалиозуемой функции;п 1 - число участков аппроксимации;7 84 с выходом прецизионного диодного ограничителя 1+1 :, а в режиме 1 Н с выходом нелинейного элемента 8, причем вход нелинейного элемента 8 связан с выходом прецизионного диодного ограничителя 1, +, . В простейшем случае нелинейный элемент 8 может представлять собой варистор, характер нелинейности которого корректируется посредством пддключенных к нему параллельного и последовательного переменных резисторов. В режиме Ф (кривая, фиг.2) используется нелинейная экстраполяция (например, квадратичная или экспоненциальная, как наиболее распространенные в задачах данного класса). тогда функция(1), " описывается выражением вида 0952 8 510 где К ( Х ) - функция экстраполяции.Ход прогноэируемых кривых в диапазоне Х )Хзадается оператором так,как это ему представляется наиболеевероятным с учетом предполагаемыхкорректур,Дополнительное введение в преобразователь токозадвющих потенциометров 5)входных масштабных резисторов 4 щ+выключателя 10 и датчика 11 приращений позволяет осуществить режим распределения приращений в диапазоне изменения аргумента Х 7 Х Находящийсяв нормально- разомкнутом состояниивыключатель 10 в режиме распределенияприращений соединяет общую точку входных масштабных резисторов 4 1 свыходом датчика 3.1 приращений, входкоторого подключен к выходу прециэионного диодного .ограничителя 1Коэффициенты распределения общегоприращения для каждой иэ функций(Явычисляют заранее и вводят как входныевеличины с помощью соответствующихтокозадающих потенциометров 5, +4шкалы которых градуируются в диапазонеот -1 до +1, а величина и знак общегоприращения задаются датчиком 11 приращений.ченного свободным выводом к выходу прецизионного диодного ограничителя 1, +,Вводимое оператором общее опережающее прирашение . автоматически распределяется между функциями,(Х), что обеспечивает их согласованную корректировку по вертикали. Распределение приращений может осуществляться как в режиме 1 ( при этом подвижный контакт трех- позиционного переключателя 7 соединен с шиной нулевого потенциала), так и в режимах И или И 1, каждый из которых обеспечивается соответствующим положением переключателя 7.15Кроме перечисленных воэможностейпрогнозирования функций(Х), преоб раэователь позволяет решать задачи анализа взаимосвязей между ними, т.е. задачи корреляционного типа. При этом коэффициенты взаимосвязи ( токоразветвляющие потенциометры 5) варьируются оператором так, чтобы их совокупность обеспечивала желательное продвижениеданной функции на участке экстраполяции ( ХХ ) в зависимости от характера, всех остальных.Предлагаемый многоканальный функ-циональный преобразователь в отличие от известного позволяет наряду с воспроизведением нескольких функций одного общего аргумента обеспечивать их линейную и нелинейную экстраполяцию, а также согласованную корректировку при использовании визуально-графического отображения реализуемых зависимостей. Практическая безынерционность, простота, приспособленность для воспроизведения непрерывных функций позволяют быстро найти приближенные решения в диапазоне изменения аргумента )( ) Х . В сочетании со схемой измерения мгновенных значений напряжения, а при необходимости и с автоматическим цифропечатающим устройством 4 (АЦПУ) он может успело применятьсядля решения задач экспресс-анализа в экономике. ормула изобретенияДатчик 11 приращений . может быть выполнен, например, в виде дифференциального сумматора токов, инвертирую,- щий и неинвертирующий входы которого ,соединены с неподвижными контактами токозадающего потенциометра, а подвижный контакт последнего связан с выводом входного масштабного резистора, подклю 1. Многоканальный функциональный преобразователь, содержащий п прецизионных диодных ограничителей, первые вХоды которых соединены с шиной опорного напряжения, а вторые входы соединены между собой и являются входом преобразователя, М мос товых формирователей функций, каждый из которых выпол9 8409нен на дифференциальном сумматоре токов, ( +2)-х входных масштабных резисторах и (т+2)-х токоразветвляющихпотенциометрах, неподвижные контактыкаждого из которых соединены с инверти 5рующим и неинвертирующим входами дифференциального сумматора токов, аподвижный контакт - с выводом соответствующего входного масштабного Резистораьсвободные выводы входных масштабныхрезисторов с первого по О 1 -ый подключены к соответствующим выходам препизионных диодных ограничителей, свободные выводы ( щ +1) и ( гп+ 2)-го вход ных масштабных резисторов соединены д 5соответственно с шийой опорного на-цряжения и входом преобразователя, вы:ходы дифференциальных сумматоров то:ков мостовых формирователей функцийявляются выходами преобразователя, 20отличающийся тем, что, сцелью расширения функциональнык,возможностей за счет нелинейнойэкстраполяции функций, он с одержит,(Ю+ 1)-й прецизионный диодный ограничитель блок формирования законов экстраполяции и блок согласованной коррек- .тировки, а каждый мостовой формирователь функций дополнительно содержит(т+3)-й и 9 п +4) -й входные масштаб, 30ные резисторы и токоразветвляющие потенциометры, неподвижные контакты которых соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциальногосумматора токов, а подвижный контакт - 35с выводом соответствующего (Ч+3)-гоили (п 1+4)-го входных масштабных резисторов, свободные выводы (т +3)-х входных масштабных резисторов каждого мостового формирователя функций подключены к 40выходу блока формирования законов экстраполяпии, вход которого соединен с выхо 52 10дом (п 1 + 1)-го прецизионного диодногоограничителя, подключенного первым входом к шине опорного напряжения, а вторым входом - ко входу преобразователя свободные выводы (+4) -х входных масштабных резисторов каждого мостового формирователя функций соединены с выходом блока согласованной корректировки, вход которого подключен к выходу(П +1)-го прецизионного диодного ограничителя.2. Преобразователь по п, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, блок формиро- вания законов экстраполяции содержит нелинейный элемент . и трехпозиционный переключатель, подвижный контакт которого является выходом блока формирования законов экстраполяции, а неподвижные контакты соединены соответственно с ши-ной нулевого потенциала с входом и выходом нелинейного элемента, вход которого является входом блока формирования законов экстраполяции.3. Преобразователь по п. 1 о т л ич а ю ш и й с я тем, что блок согласованной корректировки содержит датчик приращений и выключатель, первый контакт которого является выходом блока согласованной корректировки, а второй контакт подключен к выходу датчика приращений, вход датчика приращений является входом блока согласованной корректировки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по нелинейным схемам.Под ред. й. Шейнголда, М., Мир",1977, с. 62.2, Авторское свидетельство СССР позаявке % 2570787/24,кл. б 06 ( 7/26 1978.Составитель,Н. Балабошкоазаренко ТехредМ.Табакович Корректор С. Шекмар ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 4770/75 Тираж 745ВНИИПИ Государственного 1 кпо делам изобретений и откр 13035, Москва, Ж, Ра кая н Подписитета СССРытий