Аппроксимирующий функциональный преобразователь Советский патент 1984 года по МПК G06G7/26 

1з(1бретеиие относится к n)ia,aon.. ной вычислительной технике и мож-ет найти применение в C4eTno-peiiiajni yix ус:тт(:)йстилх различного 1 а; начеиия, где требуется поспроиэведенне широко го класса нелинемшьк зависимостей путем их кусочнойаппроксимации дуга ми п.ситрал.ьных крипых второго порядка , Известен преобразователь , формирую11 Д1й напряжение, изменяющееся по закону эллипса, произвольно располо жен HI,UI на плоскости. В нем реализуется вектортто-электрический метод формирования функций 1 . Однако указанньм преобразователь не. может обеспечить реализацию сложной функции, параметры аппроксимации которой меняются от интервала к интервалу. Наиболее близким к изобретению яв ляется аппроксимирующий функциональньй преобразователь, содержащий гене ратор синусоидального напряжения, сумматор, блок сравнения, фазовращатсль, блок преобразования напряжения 13 фазу, выпрямитель, фильтр нижних частот, дополнительньш блок сравнения, блок масштабного преобразования, блок пороговых элементов, четыре блока с управляемой проводимостью амплитудный модулятор, информационHhrfi вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а выход подключен к первому входу сумматора, информацисшньй вход блока преобразования напряжения в фазу соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а управляющий вход подключен к выходу блока сравнения, выход сумматора соединен с первым входом блока сравнения, вто рой вход которого соединен с выходо генератора синусоидального напряжения, информационный вход первого бло ка с управляемой проводимостью соед Г eн с выходом блока преобразования напряжеЕ{ия в фазу, а выход - с вторы входом сумматора, информационный вход рторого блока с управляемой проводимостью подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, а - к третьему входу сумматора, вход фазовращателя соединец с вы ходом генератора синусоидального нап ряжения, а выход через третий блок .с управляемой проводимостью - с четвертым входом сумматора, выход сумматора через четвертый блок с управляомой проводимостью соединен с входом блока масштабного преобразования, выход которого является выходом преобразователя, выход лмл.питудного модулятора через последовательно соедине линейньй выпрямитель и фильтр нижних частот соединен с первьпч входом дополнительного блока сравнения, выход которого подключен к управляющему входу амплитудного модулятора, второй вход дополнительного блока сравнения является входом преобразователя и соединен с первым входом блока пороговых элементов, второй вход которого подключен к шине опорного напряжения, а выходы к управляющим входам каждого из четырех блоков с управляемой проводимостью L2 . Недостатком известного функцио- напьного преобразователя является наличие инструментальной ошибки, обусловленной тем, что блоки с управляемой проводимостью включены в цепи переменного тока. В качестве коммутирующих элементов в таких блоках используются, как правило, МОП-транзисторы, имеющие достаточно большие паразитные емкости, что приводит к появлению дополнительной, в основном фазовой,погрешности у напряже1П1Й, поступающих на вход суммирующего усилителя. Другая составляющая ошибки, вносимой МОП-транзистором, включенным в цепь переменного тока, обусловлена наличием у него модуляции величины сопротивления канала ключа вследствие переменного характера напряжения на истоке. Для устранения этой составляющей погрешности приходится дополнительно усложнять схеми коммутирующих элементов, например, параллельным включением пары КМОП-транзисторов, управляемых разнополярными напряжениями. Дополнительные сложности в данном функциональном преобразователе возникают из-за необходимости точного суммирования четырех гармонических напряжений. Целью изобретения является повышение точности и упрощение преобразователя. Цель достигается тем, что аппроксимирующий функциональный преобразователь, содержащий генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя и с входом питания амплитудного модулято ра, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, блок пороговых элементов, первый вход которого является входом преобразователя, второй вход подключен к шине опорного напряжения, а выход соединен с управляющими входами четырех элементов с управляемой проводимостью, первый выпрямитель, выход которого через первый фильтр соединен с первым входом блока сравнения, содержит второй и третий сумматоры, второй выпрямитель,второй фильтр и усили- тель с управляемым коэффициентом уси ления, при этом шина опорного напряжения соединена через первый элемент с управляемой проводимостью с первым входом второго сумматора, а через второй элемент с управляемой проводимостью - с вторым входом блока сравнения, вход преобразователя соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с информационным входом амплитудного модулятора, выход фазовращателя через усилитель с управляемым коэффициентом усиления соединен с вторым входом первого сумматора и с входом второго выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные второй фильтр и третий элемент с управляемой проводимостью соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого через четвертый элемент с управляемой проводимостью соединен с шиной опорного напряжения выход третьего сумматора является выходом преобразователя, выход первого сумматора соединен с входом первого вьшрямителя,выход блока срав нения соединен с управляющим входом усилителя с управляемым коэффициентом усиления. На чертеже представлена схема аппроксимирующего функционального преобразователя . Преобразователь содержит генератор 1 синусоидального напряжения, фазовращатель 2, амплитудный модулятор 3, сумматор 4, вьтрямитель 5, фильтр 6, усилитель 7 с управляемым коэффициентом усиления, блок 8 пороговых элементов, элементы 9-12 с уп- равляемой проводимостью, выпрямител 13, фильтр 14, сумматоры 15 и 16, блок 17 сравнения. Преобразователь реализует иа интервалах аппроксимации Гц ;Uxj 1 уравнение эллипса с параметрами: -координаты центра эллипса на J-M интервале аппроксимации функции;-полуоси эллипса Haj - м интервалеi г / -коэффициент аффинного подобия. Преобразователь работает следующим образом. С помощью элементов 9-12 с упра.нляемой проводимостью, величины которых изменяются программно, в зависимости от вопроизведения функции, на каждом участке аппроксимации устанавливаются требуемые параметры эллипса. Выходное напряжение сумматора 15 равно Uf - Uj(oj , на задающий вход блока 17 сравнения поступает величина UQ,-, в результате регулирования коэффициента усиления усилителя 7 на выходе сумматора 4 вьфабатывается векторное напряжение, модуль которого равен . Вертикальная составляющая вектора, снимаемая с выхода усилителя 7, после выпрямления, сглаживания и необходимого масштабного преобразования поступает на выход в качестве ординаты функции на J-M участке. При этом на каждом участке аппроксимации -при изменении аргумента 11 напряжение на выходе сумматора 4 представляет собой радиус-вектор окружности, величина которого равна горизонтальной полуоси эллипса Уд; . С помощью элемента 11 с управляемой проводимостью вертикальная составляющая (ордината).окр гжности умножается на коэффициент аффинного подобия ki , а с помощью элемента 12с управляемой проводимостью и сумматора 16 к ней добавляется ордината центра эллипса U-JQJ. При достижении границы j -го интервала срабатывает очередной пороговый элемент блока 8, и в схеме устанавливаются параметры эллипса, относящиеся к (j + 0 -му интервалу. Как следует из описания, в преобразователе все элементы с управляемой проводимостью включены в цепь постоянного тока, что позволяет существепко уменьшить погрешности и повысить точность преобразователя .

$1104

Кроме того, в отличие от известного устройства в предлагаемом преоб- , разователе нестабильность амплитуды выходного напряжения генератора синусоидального напряжения не влияет на точность функционального преобразования, что позволяет использовать более простые схемы указанных генераторов.

Таким образом, прсдложеню.иТ функциональный преобразователь позволя ет получить более высокую точность преобразования, упростить схемную реализацию ряда элементов его структурной схемы по сравнению с прототипом, что и определяет технико-экомический эффект от исполь-яовяния изобретения.

jirM

ВхО

Вымд