Способ степенного преобразования аналогового напряжения Советский патент 1984 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к аналогово вычислительной технике, в частности к способам получения степенных зависимостей, и может быть использовано в измерительных устройствах для полу чения линейной зависимости выходного сигнала от нелинейного входного пара метра. Известен способ функционального преобразования сигнала в степенной ряд, основанный на формировании импульсов путем выборки из ряда экспоненциально изменяющихся во времени напряжений в моменты времени, соответствующие равенству мгновенных зна чений входного сигнала опорному эксп ненциально изменяющемуся напряжению последующим осреднением полученных импульсов Л . Недостатком способа является боль суммарная погрешность в воспроизведении всего рйда из-за наличия це.лого ряда генераторов экспоненциального напряжения. Известен также способ степенного преобразования напряжения, основанный на формировании экспоненциально убывающего во времени напряжения, фо мировании основного интервала времен сравнении входного напряжения с эксп ненциально убыва1 им во времени напряжением, формировании дополнительного интервала времени, длительность которого выбирают в соответствии с требуемым показателем степени 2j . Недостатками известного способа являются низкие быстродействие и точ ность при воспроизведении степенных рядов. Цель изобретения - повышение быст действия и точности при воспроизведении степенных рядов. Поставленная цель достигается тем что согласно способу степенного прео разования аналогового И апряжения, ос нованному на формировании экспоненци ально убывающего во времени напряжения, формировании основного инт вала времени Т от начала экспоненциально убывающего во времени напряжения до момента его равенства входн му аналоговому напряжению, формировании первого дополнительного интервала времени, формируют (Л 1) дополнительных интервалов времени, причем каждыЙ дополнительный интервал времени формируют с помента начала формирования экспоненциально убывающего во времени напряжения, длительность каждого дополнительного интервала времени выбирают равной , где i г 2 п ( п- число членов степенного ряда), в конце основного и каждого из дополнительных интервалов времени формируют импульс фиксированной длительности с амплитудой, экспоненциально убывакхцей во времени, начальное значение которой выбирают равным значению экспоненциально убывающего во времени напряжения в момент окончания соответствующего интервала времени, каждый из сформированных импульсов масштабируют в соответствии с коэффициентом соответствующего члена формируемого степенного ряда, и полученные импульсы осредняют. На фиг.1 представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа на фиг.2 - диаграм1 в 1 работы устройства. Устройство содержит генератор 1 опорного экспоненциально убывающего во времени напряжения, блок 2 сравнения, времяимпульсный блок 3, блок 4 включения, масштабН блок 5 и фильтр 6. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 вырабатывает опорное экспоненциально убывающее во времени напряжение о амплитудным значением UQ., превышающим величину входного сигна- лаи,и периодом следования меньшим периода входного сигнала. Это напряжение подается на первый вход блока сравнения, на второй вход которого поступает входной сигнал, представляющий собой функцию, моделируемую степенным рядом вида и,,-А,и;;..,А,и;ь количество членов которого выбирается исходя из требуемой точности вое-, произведения заданной функции. С момента появления опорного напряжения (i 0) блок сравнения вырабатывает напряжение определенной (например, положительной) полярности Uj.j; и времяимпульсный блок производит измерение времени, вырабатывая напряжения, поддерживакмцие ключи К,( - блока включения в закрытом состоянии. В момент времени t равенства входного и оперного экспоненциально убывающих напряжений U., U е полярность напряжения на выходе бл сравнения изменяется и времяимпуль ный блок, имекщий информацию о вел чине t , производит отсчёт промежу ков времени Т, равных произведениям Т, i,n,,.... T; , гдеП, ... п; - показатели степени соответствующих членов юдeлиpyeмo го степенного ряда. В момент времени T4,...Tj вреняимпульсный блок вырабатывает фиксированные по длительности импульсы напряжений, которые поочередно о крывают ключи К - KJ, осуществляя выборку импульсов из опорного экспоненциально убывающего напряжения с амплиту , М дами UUgC С1). . Из формул (1) и (2) следует, :|.е„.Ле4, ,0 Uo 1 и о откуда Проходя через масштабный блок, импульсы усиливаются до амплитуд, определяемых коэффициентами членов : . J ряда Я; и In;-) затем сум. - . . о мируются фильтром 6,осуществляя м лирование ряда , z:A;u; вь1х 1 в Как следует из формулы (3);ам туды выходных импульсов не завися от показателя степени и опорного экспоненциально убывающего напряжения в случае, если значение 1 сохраняется, в течение времени ,-... ,Т|. (одного такта воспроизведения).При изменении в В раз ( И В 1 ) аn;t, . jUiV «% т.е. значение выходного напряжения , II J .. в«т t|-0 что обуславливает погрешность воспроизведения . Изменение величины О в существующих генераторах экспоненциальных напряжений, построенных на базе RC-цепей, в основном происходит за счет температурного изменения величины емкости. Эти изменения в силу больщой температурной инерционности конденсаторов даже при резком изменении температуры происходят весьма медленно, в течение десятков секунд, в то время : как период опроса одной экспоненты составляет сотые доли секунды. Таким образом, на период опроса показатель степени экспоненты С можно считать практически постоянным (В-t) а погрешность, вносимую его изменением, пренебрежимо малой. Точность устройства определяется в основном точностью поддержания величины опорного экспоненциального изменяющегося напряжения и составляет 1-1,5%. Повьшение точности моделирования степенного ряда позволяет сократить (соличество экспериментов.

%

t

Tt-tr t

r/--6 /

J

-

Фг//.