Функциональный преобразователь Советский патент 1985 года по МПК G06G7/26 

1 Изобретение относится к аналогевой вычислительной технике и может быть применено в счетно-решающих ус ройствах различного назначения, где требуется приближенное моделировани широкого класса функциональньк зави симостей. Известен функциональный преобразователь содержащий генератор сину соидального напряжения, сумматор, блок сравнения, фазоповоротную схему управляемый фазовращатель, линейный вьшрями.тель, фильтр нижних частот, дополнительный блок сравнения, блок масштабного преобразования 0ЛОК пороговых элементов, четыре бл ка управляемых резисторов, амплитудный модулятор Qj . Существенным недостатком данного устройства является необходимость преобразования входного напряжения постоянного тока в эквивалентное по величине гармоническое напряжение. Эта операция в данном преобразователе осуществляется контуром автоматическосо .р.егулирования, включающим в себя амплитудный модуляторj линеййый вьшрямитель, фильтр нижних частот и блок сравнения. Необходимость суммирования четырех гармонических напряжений в таком преобразователе приводит к появлению трудиоустранимых фазовых погрешностей. Наличие двух контуров регулирования также снижает точность такого преобразователя. Наиболее близким по технической сущюсти. к предпагаемому является функциональный преобразователь, содержащий генератор синуса, выход которого соединен с фазовращателем и модулятором, выход фазовращателя через управляемый усилитель соединен с первым входом первого сумматора, выход модулятора соединен с вторым входом первого сзтматора, вход преобразователя соединен с первым входом второго сумматора -и с входом бло ка пороговых элементов, выход которо го соединен с управляющими входами блоков управляемых резисторов, шина опорного напряжения через соответствующие блоки управляемых резисторов соединена с вторым входом второго сумматора, с первым входом элемента сравнения и с входом третьего сумматора, выход первого сумматора через первый вьшрямитель и первый фильтр соединен с вторым входом элемента 8 сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого усилителя, выход которого через второй вьшрямитель, второй фильтр и блок управляемых резисторов, соединенные последовательно, соединен с входом третьего сумматора Yj . Данное устройство также характеризуется недостаточной точностью и от« носительной сложностью схемы формирования аппроксимирующих эллипсов. Цель изобретения - повьшение точности и упрощение устройства. Цель достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом фа.зовращателя, блок пороговых элементов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход - с управляющими входами первого и второго блоков управляемых резисторов, первый сумматор, первый вход которого через первый блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй фильтр нижних частот, выход которого через второй блок управляемых резисторов соединён с первым входом в-торого сумматора, второ.й вход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения, а выход является выходом преобразователя содержит управляемый фазовращатель и два демодулятора при этом вход преобразователя через первый блок управляемых резисторов соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход генератора синусоидального напряжения через управляемый фазовращатель соединен с первьпуш входами первого и второго демодуляторов, вторые входы первого и второго демодуляторов подключены соответственно к выходу генератора синусоидального напряжения и к выходу фазовращатеГтя, выход первого демодулятора соединен с входом первого фильтра нижних частот, а выход второго демодулятора - с входом второго фильтра нижних частот. На фиг. 1 показана структурная схема функционального преобразователя; на фиг. 2 - диаграмма напряжений, поясняющая его работу. 3и Преобразователь содержит генерато I синусоидального напряжения, -управляемый фазовращатель 2, демодулятор 3, фильтр 4 нижних частот, блок срав нения 5, сумматор 6, блок 7 управляемых резисторов, блок 8 пороговых элементов,.демодулятор 9, фильтр 10 нижних частот, блок 11 управляемых резисторов, сумматор 12, фазовращатель 13. Работа преобразователя основана на аппроксимации воспроизводимой функции кусками эллипсов на участках на которые разбит диапазон изменения аргумента X. Напряжения DXJ , соответ ствующие точкам разбиения воспроизводимой функции на участки аппроксимации, задаются блоком 8 пороговых элементов, который при достижении границы и 5(: очередного участка аппроксимации переключает резисторы блоков 7 и 11, меняя тем самым параметры аппроксимирующего эллипса от участка к участку. На выходе сумматора 6 формируется абсцисса функции относительно центра эллипса Хд для данного участка аппроксимации. В кон туре регулирования, образованном блоками 2-3-4-5, формируется напряжение, соответствующее радиусу-вектору йа окружности с проекцией, равной U)(-Uxo (фиг. 2). Вертикальная составляющая радиуса-вектора Uij выделяется демодулятором 9 фазовращатель 13 осуществляет сдвиг на 90°) и после сглаживания поступает через 84 блок 11J задающий нужный масштабj на сумматор 12. Постоянная составляющая функции Uhg задается блоком II от шины опорного напряжения. Таким образом, данный преобразова тель реализует такую же аппроксимацию, что и прототип, но при этом iweeT всего один контур автоматического регулирования, что существенно его упрощает, улучшает динамические характеристики преобразователя, статическую погрешность. В предлагаемом функциональном преобразователе отсутствует операция суммирования нескольких гармонических напряжений, которая вносит дополнительную погрешность в преобразовате, поскольку операционные усилители на несущей частоте генератора синусоидального напряжения имеют ограниченный коэффициент усиления и собственный фазовый сдвиг. Блоки управляемых резисторов в данном преобразователе вынесены в цепь постоянного тока, что упрощает их схемную реализацию. Т.аким образом, предлагаемый преобразователь обладает более простой технической реализацией, позволяет .получить более высокую точность и быстродействие по сравнению с прототипом, что и Определяет техиико-экономический эффект от использования изобретения.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генеоатор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя, блок яороговых элементов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход - с управляющими входами первого и второго блоков управляемых резис торов, первый сумматор, первый вход которого через пербый блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с пер вым входом первого блока сравнения, второй фипьтр нижних частот, выход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения, а выход является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения его, преобразователь содержит управляемый фазовращатель и два демодулятора, при зтом вход преобразователя через первый блок управляемых резисторов соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход генератора синусо(Л идального напряжения через управляемый фазовращатель соединен с первыми входами первого и второго демодуляторов, вторые входы первого и второго демодуляторов подключены соответственно к выходу генератора синусоидального напряжения и к выходу фазовращателя, выход первого демодулясо тора соединен с входом первого фильтра нижних частот, а выход второго демодулятора - с входом второго фильтра 00 нижних частот. 00

,Фиг.2