Функциональный преобразователь Советский патент 1987 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1150632.

Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых функций.

На фиг. 1 приведена функциональная схема функционального преобразо- теля; на фиг. 2 - статические характеристики преобразователя (2а - огра ничение, 2S - мягкое ограничение, 2fe- зона нечувствительности, 22 - зона нечувствительности с ограничением, 2 Эй 2е - кусочно-линейно аппроксимированные синусоидальные функ

+ 51 +5J

ции на диапазонах --- и -т- соответственно) .

Функциональный преобразователь содержит пять операционных усилите- лей 1-5, основной 6 и дополнительный 7 алгебраические сумматоры, восемь коммутирующих дкодов 8-15 и восемь нагрузочных резисторов 16-23, Z , Z 2 и Z,j - соответственно первый,- вто рой и третий выходы преобразователя, причем элементы 1-3, 8-11, 16-19 и 4, 5, 7, 12-15. 20-23 обоазуют соответственно первьй 24 и второй 25 блоки вьщеления разности модулей от сум мы и разности сигналов (X и Y, X и h X, Y и h - сигналы соответственно на первом, втором и третьем входах преобразователя,

Работа функционального преобразо- вателя (для случая, когда входными сигналами преобразователя являются X(t), Y(t) и h(t), описьшается соотношениями, обеспечивающими выполнение операций вьщеления разности моду лей от суммы и разности двух сигналов

Z, ±КДХ(,С) + Y(t)f - X(t) - - Y(t)(1)

Zs ±Kj|X(t) + h (t) - -|X(t) - h(t)|,(2)

где Z и Z - выходные сигналы первого и третьего выходов преобразователя, соот- ветственноу

К и К - коэффициенты усиления первого и второго блоков 24 и 25, соответственно;X(t), Y(t) и h(t) - входные сигналы преобразователя. .

Работа устройства для случая входных сигналов X(t), Y.o, (т.е. один из

входов зафиксировлн - У(с) Y, а на вход h сигнал не подается) описывается следующими соотношениями (для К 0,5).

I.Ограничение (фиг. 2а)

z; |±Х при 1 X(t)l I YJ (3) lY при X(t)l .lYJ

II. Мягкое ограничение (фиг.25)- для случая суммирования сигналов в основном алгебраическом сумматоре 6.

Zj Ь2Х при I X(t)l Yj

ItXl Y,, при lX(t) , 1 Y,

(4)

0 0

5 0

0

5

5

III. Зона нечувствительности (фиг. 2 Ь) - для случая вычитания сигналов Б основном алгебраическом сумматоре 6.

,. о, при IX(t)l 1 YJ

Ьх tY, при U(t)

где Z - выходной сигнал преобразователя по второму выходу;- Y - опорное напряжение для формирования нелинейных характеристик преобразователя. Аналогичными соотношениями описывается работа преобразователя по выходам Z и Z при отключении сигнала подаче на выход блока 2 опорного сигнала h.

Работа предложенного устройства для случая входных сигналов X(t), Y , h описывается соотношением

О о

Z ; i(Kjx(t) + Yji к x(t) +

+ h J) - (Kj X(t) - Yj.tK,tX(t) - - hJ)(c),(6)

где K,j - коэффициент усиления основного алгебраического сумматора 6 по второму входу X(t) В случае отключения сигнала Х(с) от основного алгебраического сумматора 6 на выходе Z преобразователя формируется нелинейная характеристика типа зона нечувствительности с ограничением - фиг. 2 . Ъ остальных случаях на выходе Z,j могут быть сформированы кусочно-линейно аппроксимированные квадратичные, экспоненциальные, синусоидальные, косинусои- /: альные и прочие функции.

На фи1 . 2а,е представлены кусочно- линейно аппроксимированные синусоидальные функции на диапазонах

Ji -И

5ТГ

t-г соответственно, В зависи- 4

мости от построения аппроксимирующей функции соотношение (6) бу- с дет видоизменяться по виду и форме.

о ,

J

(2К, + 2К2 -- Kj) X(t), при |X(t)| I Y

(2К2 + кр -XCt) + 2К,„ , при U eU U(t) Ih

K.X(t) + К(К, Y K,h , при I X(t) I 1 hj .

Знаки входов основного алгебраического сумматора 6 (суммирование, вычитание сигналов Z, Z, и X) опре- деляется,видом аппроксимируемой функции или видом функции нелинейного преобразования.

Сущность изобретения сводится к совмещению функций 2-Х нелинейных преобразователей блоков 24 и 25, выполняющих различные функции преобразования (в данном случае управляемый ограничитель напряжения и управляемая зона нечувствительности), что позво- ляет решать дополнительно задачи аппроксимации степенных, экспоценциаль- ных, синусоидальных и пр. функций.

Формула изобретения Функциональный преобразователь по

авт. ев о № 1150632, отличающийся тем, что, с целью расшнре- .ния Котасса воспроизводимых функций, в него введены четвертый и пятый one- рационные усилители, третья и четверНапример, для аппроксимации синусоидальней функции

в диапазоне.- --- соотношение (6) выглядит следующим образом

о ,

(7)

тая пары коммутирующих диодов, четыре нагрузочных резистора и дополнительны алгебраический сумматор, выход которого является третьим выходом преобразователя и соединен с третьим входом основного алгебраического сумматора, подключенного вторьм входом к неинвертирующему и первому инвертирующему входам соответственно четвертого и пятого операционных усилителей, соединенных вькодами с общими вьтодами третьей и четвертой пар встречно-параллельно включенныж коммутирующих. диодов, свободные вьшоды коммутирующих диодов третьей и четвертой пары через соответствунмцие нагрузочные резисторы подключены к шине нулевого потенциала и к соответствукнцим входам дополнительного.алгебраического сумматора, инвертирующий вход четвертого операционного усилителя соединен с вторым инвертирующим входом пятого операционного усилителя и третьим информащюнным входом преобразователя

.

Редактор В.Данко

Составитель Н.Зайцев

Техред И.Попович Корректор А.Обручар

Заказ 892/53 -Тираж 673 Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач. Поставленная цель достигается введением второго блока 25 выделения разности модулей от суммы и разности сигналов (X и Y, X и h), что позволяет воспроизводить характеристики типа зона нечувствительности, ограничение, мягкое ограничение зона нечувствительности с ограничением и кусочно-линейно аппроксимированные квадратные, экспоненциальные и синусоидальные и пр. функции. Вид и точки перегиба нели- нёйного преобразования задаются уровнем опорных напряжений Y и h и знаком суммирования сигналов на алгебраическом сумматоре. 2 ил-о (Л