Функциональный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, в част ности, к устройствам для возведения в квадрат и извлечения квадратного корня из аналогового сигнала. Известен функциональный преобразователь, содержащий генераторы, экспоненциального напряжения, компаратор и блок управления. данный преобразователь позволяет возводить входной аналоговый сигнал в целую степень или извлекать из него корень целой степени. Однако данный преобразователь об ладает пониженными точностью и быст родействием. Известен также функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, счетчики, блок управления, управляемый делитель напрягкения, генератор управляемой час,тоты, блок задания основания степени 11 б.иок задан;:.ч показателя степе ни Г 2. , иедостатком указанного преобразо вателя, oбJ aдaюL eгo широкими функипомальными возможностями, являетси юнил-енное бнзютродействие. Н-Зыестен также функц1- ональный 1.,г еоб1 с13оватзль, содержащий аналоГО--::,:фрогаой преобразователь, управ ляемые делители напряжения, преобразователь кода, масштабный .усилиTej;b, источник опорного напряжения и суммирующий усилитель СЗ., Недостатком дгхнного преобразова теля являются ограниченные фу.нкциональные возможности, /гак как он позволяет выполнять только квадра ное функциональное преобразование ангглоговых сигналов. Известен функциональный преобра.зуватель, содержащий аналого-цифров прб2образователь , соединенный выходами с входами первого и второго преобразователей кода и с управляю щими входами первого управляемого депйтеля напряжения, под слюченного сигнальным входом к выходу источника опорного папря.жения, а выходом - с сигнальному входу второго управляемого делителя напряжения, управляющие входы которого соедине ны с выходами первого преобразоват ля кода, причем третий управляемый делитель напряжения подключен- сигнальным входом -к ВЫХОДУ су1 мирующего усилителя, выходом - к выходной шине функционального преобразо вателя и к входу аналого-цифрового преобразователя, а управляющими входами - к выходам второго преобразователя кода, причем суммирующи усилитель соединен nepBtoM входом с выходом второго управляющего делителя напряжения, а вторы л Входом через масщтабный усилитель - к шипе ввода аргумента 2, Недостатком известного прербразователя является ограниченность функциональных возможностей;, так как позволяет извлекать только- квадратный корень из аналоговго сигнала. Цель изобретения - расширение функциональных, вохможностей путем дополнительного воспроизведения квадратичной функции. Поставленная цель достигается тем, что. в функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь, соединенный выходами с входами первого и второго преобразователей кода и с управляющими входами первого управляемого делителя напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу источника опорного напряжения, а выходом к сигнальному входу второго управляемого делителя напряжения, управляющие входы которого Соединены с выходами первого преобразователя кода, причем третий управляемый делитель напряжения подключен сигнальHtiTM входом к выходзу сум,мурующего усилителя, а выходом к выходной шине функционального преобразователя, дополнительно введены коммутаторы кол,ов, ключи к четвертый управляемый делитель напряжения, соединенный сигнальиьм входом с шиной ввода аргумента и с cигнaJПзHым входом первого ключа, управляющими входами - с выходами первого ком-мутатора кодов, а выходом - с первым входом суммирующего усилителя, подключенного вторыми третьим входами соответственно к выходам второго и третьего ключей, соединенных сигнальными входами с выходом второго управляемого делителя напряжения, причем первый кoм Iyтaтop кодов подключен первой группой информационных входов к шине ввода первого опорного кода,, а второй группой информационных входов - к выходам второго преобразователя кода и к первой группе информационных входов второго коммутатора- кодов, соединенного второй .группой информационных входов с шиной ввода второго опорного кода, а выходами - с управляющими входами третьего управляемого делителя напряжения, по.дключенного выходом к сигнал.ьному входучетвертого ключа, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя и с выходом первого ключа, приче.м у.правляющие входы третьего и четвертого ключей и первь1е управляющие вхо,гцз коммутаторов ко.дов подключены к гиине управления режимом извлечения квадратного чорня. а управляю-щие входы первого и второго ключей и вторые управляющие входы коммутаторов кодов соединены с шиной управления режимом квадратичного преобразования. На чертеже изображена блок-схем функционального преобразова-пеля. Преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь 1, сое ненный выходами с входами первого и второго преобразователей 2 и 3 кода и с управляющими входами первого управляемого делителя 4 напряжения. Делитель 4 подключен сигнальным Входом к выходу источника опорного .напряжения, а выходом - к сигнальному входу второго управляемого делителя 6 напряжения, управляющие входы которого соедине ны с выходами первого преобразоват ля 2 кода. Третий управляемый делитель 7 напряжения подключен сигнальным входом к выходу суммирующего усилителя 8, а выходом - к выходной 9 функционального пр образователя. Четвертый управляемый делитель 10 напряжения., соедине сигнальным входом с щиной 11 ввода аргумента и. с сигнальным в содом первого ключа 12, управляющшли входами -.с выходами первого комму татора 13 кодов, а выходом с пер вым входом суммирующего усилителя Усилитель В подключен вторым и тре тьим входами соответственно к выхо дам второго и третьего ключей 14 и 15, соединенных сигнальными вход ми- с выходом делителя 6. Коммутато 13 кодов подключен первой группой информационных входов к шине 16 ввода первого опорного кода, а вто рой группой информационных входов. к выходам преобразователя 3 кода и к первой группе информационных входов второго ком1- утатора 17 кодов. Коммутатор 17 соединен второй группой информационных входов с шиной 18 ввода второго опорного кода, а выходами - с управляющиг.ш входами делителя 7, подключенного выходом к сигнальному входу четвер того ключа 19. Ключ 19 соединен вых дом с входом аналого-цифрового преобразователя 1 и с выходом ключа 1 Управляющие входы ключей 15 и 19 и первые управляющие входы коммутаторов 13и 17 подключены к шине 20 управления режимом извлечения квад ратного корня, а управляющие входы ключей 12 и 14 и вторые управляющие входы коммутаторов 13 и 17 соединены с шиной 21 управления режимом квадратичного преобразования. Работа функционального преобразователя при выпапнении квадратичного у ах, где С - постоянная; К - аргумент функции/ и обратного к квадратичному (т.е. извлечение квадратного корня) -олГЯ преобразований основана на применении полигональной аппроксимации данных функцир функциями, содержащими линейную составляющую (зависящую от номера п участка аппроксимации и от величины входного сигнала Х ) и ступенчатую составляющую (зависящую только от номера п).Квадратичная и обратная квадратичная зависимости реализуются в соответствии с аппроксимирующими выражениями вида N)(.1и-1--1)-дп (.vn-) t-i) I ) QT/K-i(lm-iGa /i 1(vn1, U) где Д - шаг квантования преобразователя 1. Функциональный преобразователь работает следующим образом. В режиме квадратичного преобразования управляющий сигнал поступает на шину 21. По этому сигналу замыкаются ключи 12 и 14 (ключи 15 и 19 остаются разомкнуТп1ми) , к выходам коммутатора 13 подключаются выходы преобразователя 3 кода, а к выходам коммутатора 17 подклрэчается опорный код, численно равный I/QA с шины 18. Нходное напряжение X с шины 11 поступает на сигнальный вход делителя 10 и через ключ 12 на вход аналоге-цифровоРо преобразователя L, В зависимости от величины входного напрупкения преобразователь 1 определяет номер п текущего участка аппроксимации, по значению которого преобразователи 2 и 3 производят соответстзенно формирование кодов (п+1) и (2п1-1) посредством например, выполнения простейших операций сдвига и прибавления единицы к младшему разряду. Формирование ступенчатой составляющей полигональной функции (1) производится умножением напряжения-; источника 5 (численно равного Д ) на величины п и (Г1 I ) с помощью делителей 4 и 6,- коэффициент передачи которых npSiMO пропорционален вели4HiiaM кодов Ни управляющих входах делителей 4 -: 6, Полученное напряжение с выхода делителя б через ключ 14 подается на второй (вычитающий) вход усилителя 8, на первый , (суммирующий) вход которого поступает напряжение с выхода делителя 10, соответствующее линейной составляющей полигональной функции (1), Эта составляющая формируется путем умножения на делителе 10 входного сигнала X на код (), поступающий на управляющие входы делителя 10 через коммутатор 13 с выходов преобразователя 3. Алгебраическая сумма напряжений (С выхода усилителя 8 поступает на сигнальный вход дс)ителя 7, коэффициент передачи которого обратно пропорционален коду на его управляющих входах, так как на управляю

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий аналого-цифровой преобразователь, соединенный выходами с входами первого и второго преобразователей кода и с управляющими входами первого управляемого де гателя напряжения, подключенного сигнальньомвходом к выходу источника опорного напряжения, а выходом к сигнальному входу второго управляемого делителя напряжения, управляющие входы которого соединены с выхода 1и первого преобразователя кода, причем третий управляемый делитель напряжения подкдпочен сигнальным входом к выходу суммирующего усилителя, а выходом - к выходной шине функционального преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональHfcjx возможностей путем дополнительного воспроизведения квадратичной функции, в него дополнительно введены коммутаторы кодов, ключи и четвертый управляемый делитель напряжения, соединенный сигнальным .входом с шиной ввода аргумента и с сигнальньм входом первого ключа, управляющими входами - с выходами . первого KOMNiyTaTopa кодов, а вьдходом - с первым входом суммирующего усилителя, подключенного вторым и третьим входами соответственно к выходам второго и третьего ключей, соединенных сигнальньдми входами с выходом второго управляемого делителя напряжения, причем первый коммутатор кодов подключен первой группой информационных входов к шине ввода первого опорного кода,- а втоg рой группой информационных входов к выходам второго преобразователя (Л кода и к первой группе информационных входов второго коммутатора, кодов соединенного второй группой информационных входов с шиной ввода второго опорного кода, а выходами с управляющими входами третьего управляемрго делителя напряжения, подключенного ВЕлходом к сигнальнок у входу четвертого ключа, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя и с вьлходом первого ключа, причем управляющие входы третьего и четвертого ключей ипервые управляющие входы коммута- . торов кодов подключены к шине ynpaBiления режимом извлечения квадратного корня, а управляющие входы первого и второго ключей и вторые -, управляющие входы коммутаторов кодов соединены с шиной управления режимов квадратичного преобразования.