Устройство для степенного преобразования сигналов Советский патент 1984 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство, предназначенное для степенного преобразования сигналов, содержащее операционные усилители., нелинейные элементы С1 3.

Однако это устройство обладает узким диапазоном изменения показателя степени.

Наиболее близким к предложенному является устройство для степенного преобразования сигналов, содержащее генератор экспоненциального напряжения, выход которого соединен с входами ключей и с первым входом блока сравнения, второй вход которого является входом устройства, выход блока сравнения подключен к входам формирователя импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, выходы ключей через соответств.ующие масштабные усилители подключены к входу вьпсодного фильтра Г23.

Недостатком известного устройства является невозможность воспроизведения степенной зависимости с показателем степени меньше единицы, так как выборка импульсов фиксированной длительности осуществляется на участке экспонент, где показатели степени больше единицы.

Целью изобретения является расширение диапазона изменения показателя степени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для степенного преобразования сигналов, содержащее генератор экспоненциального напряжения, выход которого соединен с информационными входами м ключей, блок сравнения, выход которого подключен к входу распределителя импульсов , выходы которого соединены с управляющими входами гл ключей, выходы которых через соответствующие масштабные усилители подключены к входу фильтра, выход которого является выходом устройства, входом которого является первый вход блока : сравнения, введен дополнительный ключ, а генератор экспоненциального напряжения выполнен управляемым, ин1юрмационный вход дополнительного ключа подключен к выходу генератора экспоненциального напряжения, первый управляющий вход ключа и вход запуска генератора экспоненциального напряжения подключены к шине запуска устройс-тва, выход дополнительного ключа соединен с вторым в,ходом .блок сравнения, выход которого подключен к управляющему входу генератора экспоненциального напряжения и к втрому управляющему входу дополнительного ключа.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного устройства для степенного поеобоазования сигналов и примеры выполнения дополнительного ключа и .формирователя импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов.

Устройство содержит генератор 1 экспоненциального напряжения, ключи 2, 2,, . .. , 2j, дополнительный ключ 3, блок 4 сравнения, распределитель 5 импульсов, масштабные усилители 6, б,...., 6, фильтр 7 вход 8 и выход 9, триггер 10 и ключевой элемент 11 ключа 3, элемент И 12, генератор 13 импульсов,

14 частоты, триггеры 15

делитель

-1

15.

. элементы И 16.

I Эл у « «

1

пт

16

1б2, ... реверсивные счетчитки 17,

17„ . ., 17j, формирователи 18, 18

18

импульса

т

фиксированной длительности распределителя 5 импульсов, шину 19 запуска

Устройство работает следукнцим . образом. .

Тактовыми импульсами (фиг. 2а) происходит запуск генератора 1 экспоненциального напряжения, выходное экспоненциально изменяющееся напряжение которого (фиг. 26) подается на вход блока 4 срав.нения. На первый вход блока 4 сравнения поступает напряжение с входа 8, медленно изменяющееся во времени (фиг. 26). Сигналом с шины 19 запуска замыкается дополнительный ключ 3, через который сигнал проходит на второй вход блока 4 сравнения. С момента появления экспоненциально изменяющегося напряжения на выходе блока 4 сравнения формируется импульс (фиг. 2в), а распределитель 5 импульсов отсчитывает время путем записи импульсов через суммирующий вход в реверсивных счетчиках 17 , ly , ... , 17 (фиг.2г В момент сравнения экспоненциально изменяющегося напряжения и входного (фиг. 26). срабатывает блок 4 сравнения, формируя задний афронт импульса (фиг. 2в). Этим сигналом вторично запускается генера тор 1 экспоненциального напряжения и размыкается дополнительный ключ 3.,

Одновременно в реверсивных счетчиках 17, 1 /2 , . .., 17 происходит запись импульсов через вычитающий вход (фиг. 2 Э, е), причем на фиг.2 показаны импульсы с частотой, соответствующей показателю степени больше единицы, а на фиг. 2е - х частотой, соответствующей показателю степени меньше единицы.

В момент времени, при котором количество импульсов, записанных в данном реверсивном счетчике через суммирующий вход, равно числу импуль сов, записанных через вычитающий вход, на выходе счетчика появляется импульс напряжения, который подается на соответствующий формирователь 18На выходе генераюра 1 экспоненциального напряжения напряжение в момент сравнения с входным напряжением ex-t ofi (1)

ВХгде и - напряжение на входе 8;

Un амплитуда экспо1 енциально изменяющегося напряжения; постоянная генератора 1

т эксп6нен1: и71льного напряжения ,

В момент выборки ijj значения экспоненциально изменяющегося напряжения

и,..и„е

, (2|

- показатель степени.

вьфажений (1) и (2; следует.

ISj, ..., 18„ импульса фиксирован-i ной длительности, выходным импульсом которого (фиг. 2ж, и) замыкается соответствующий ключ 2 , 2,, ..., 2 . При этом на 4мг. 2ж изображен сформированный импульс, соответствующий показателю степени больше единицы, а на фиг. 2и - импульс, соответствующий .показателю степени меньше единицы.

До этого момента формирователи 18, 18, ..., 18 импульса фиксированной длительности вырабатывают напряжения, удерживающие ключи 2, 2 2 в разомкнутом состоянии. Выборка импульсов из экспоненциально изменяющегося напряжения осуществляется путем подключения на фиксированный интервал времени с помощью ключей .2 , 2 ,

на

-т

входы масштабных усилителей и. 1бных уси 6, ..., 6 (фиг. 2к, л).

На выходах масштабных усилителей 6-,, 62, ..., 6 формируются с ,выбранньй4 масштабом импульсы (фиг. 2м), которые затем фильтруются фильтром 7.

Математически преобразования сигналов можно описать следуюпщм образом.

Ь., i

-Рп

(3)

и.

о|;куда

(41

выходе масштабного усилителя 1

л,(Л

(П--1)

Ц

iHa выходе фильтра 7

m

ал

(ь

т.е. на выходе 9 формируется напряжение, представляющее собой степенную функцию от входного.

По сравнению с устройством-прото типом предложенное устройство обладает более широким диапазоном изменения показателя степени.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕПЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ, содержащее генератор экспоненциального напряжения, выход которого соединён с информационными входами m ключей, блок сравнения, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами т ключей, выходы которых через соответствующие масштабные усилители подключены к входу фильтра, выход которого является выходом устройства, входом которого является первый вход блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона изменения показателя степени, в него введен дополнительный ключ, а генератор экспоненциального напряжения выполнен управляемым, информационный зход дополнительного подключен к выходу генератора экспоненциального напряжения, первый управлякиций вход ключа и вход запуска генератора экспоненциального напряжения подключены к шине запуска устройства, выход i дополнительного ключа соединен с втор входом блока сравнения, выход которого подключен к управляющему входу генератора экспоненциального напряжения и к второму управлякяцему входу дополнительного ключа. 00 Од 4ib