Многоканальный функциональный преобразователь Советский патент 1987 года по МПК G06G7/26 

групп, операционный усилитель 3 с масштабирующим резистором в цепи обратной связи, блок 5 усреднения, два аналоговых запоминающих блока 7, блок 8 синхронизации, г+1 групп весовых резисторов 9, группу масштабирующих резисторов 10 и два ключа 11 и 12. Принцип действия преобразователя основан на многократном исполь1.

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в моделях сложных динамических объектов, входящих в состав тренажеров для обучения операторов этих объекто (энергоблоков, технологических комплексов химического производства и т.п.).

Цель изобретения - расширение области применения за счет воспроизведения функций, представленных цепными др обями, при упрощении преобразователя.

На фиг. 1 изображена блок-схема многоканального функционального преобразователя; на фиг. 2 - возможный вариант выполнения аналоговых запоминающих блоков; на фиг. 3 - временная диаграмма сигналов на выхо дах блока синхронизации.

Функциональный преобразователь (фиг. 1) содержит множительно-дели- тельный блок 1, ключи 2 первой группы, операционный усилитель 3, ключи второй группы, блоки 5 усреднения, ключи 6 третьей группы, первой и второй аналоговые запоминающие блоки 7, блок 8 синхронизации, г+1 групп весовых резисторов 9, группу масштаби рующих резисторов 10, первый и второ ключи 11 и 12. Каждый из блоков 5 усреднения выполнен на операционном усилителе 13 с резистором 14 и конденсатором 15 в цепи обратной связи. Аналоговые запоминающие блоки 7 выполнены на резисторах 16 и 17, ключе 18, операционном усилителе 19 и запоминающем конденсаторе 20. Б цепи обратной связи усилителя 3 включен масшт бирующий резистор 21. Блок 8 синхронизации имеет первую группу выходов.

45216

зовании множительно-делитель.ного блока 1 при соответствующем ортогональном кодировании входных аргументов и коэффициентов преобразювания. Расширение области применения и упрощение преобразователя достигаются за счет реализации режима деления и сокращения количества ключей второй группы соответственно. 3 ил,

на которых формируются сигнсшы Т, и Tj, вторую группу выходов, на которы формируются сигналы Q , ..., Q, и третью группу выходов, на которых формируются сигналы q , ..,, q .

Требования к сигналам, формируемы на выходах блока 8 синхронизации, следующие.

Сигналы Т являются периодическими прямоугольными импульсами одинаковой и постоянной дли : ельности не перекрывающими друг друга по времени. Сигналы q ,; q являются периодическими прямоугол1зными импульсами с длительностью, одинаковой с сигналами Т .и Т, не пер«;крываю- щими друг друга по времени. Сигналы Q , Q,j , ..., Q,, являются периодическими прямоульными импульсами с длительностью, равной суммарной длительности на период п сигналов q , Ч Ч г, причем эти сигналы не перекрывают друг друга по времени. Форма сигналов блока 8 для случая, когда п 4, а г 3, приведена на фиг. 3.

Функциональный преобразозатель работает следующим образом.

Блок 8 вырабатьшает периодические сигналы. Полный цикл (период) работы преобразователя состоит из г подцик- лов длительностью в один сигнал Q . , а каждый подцикл состоит из п тактов длительностью в один сигнал q . .

В течение каждого подцикла реализуется одна из г зависимостгй Y f -(X5). Поэтому достаточно рассмотреть работу преобразователя в течение одного, например, первого подцикла, когдар.1, а все остальные Q О, т.е. когда формируется функция Y f , (X,). При этом замкнуты

+ .-%

только ключи, управляемые Q , а остальные - разомкнуты. К первому входу множительно-делительного блока 1 подключен сигнал - X., к второму - группа резисторов 9, обеспечивающих коэффициенты передачи В „, В „, , В . Выход блока 1 подключен к первому входу первого блока 5 усреднения. Указанный додцикл состоит Q видные условия из п диклов, причем на выходе блока 1, работающего в режиме умножения, вырабатываются следующие сигналы; на первом такте (q - 1., остальные q. 0) - (К - масштабный множитель); на втором такте (q - 1 остальные q . 0) - К (KB f, , X , + + В„.,, ) Х ( КВ„., на третьем такте (q, 1, остальные

Из (2) видно, что реализация полинома,

, имеющего вид f,(X,)a,,,.,, Х-/ ... +

необходимо обеспечить следующие очег-п

а„

15

к

CR Г п -п

БИ, ) а

rtf

л-ч, 7

I- (В, .В, .

ч,)

X. +

q,- 0) - КС-К(КВ„ Х,+В,.,,, + В ,.2 X, (,ХЗ + К2В„.,, XV + КВХ); на п-м такте (q „ 1,

остал ны е q ,- 0) - К К(КВ„. Х + В ц. 1,1 )Х + J X

20

а

11

В

01

01

В случае воспроизведения функций представленных цепными дробями рабо

п-2,1 -) 1 ;,.,

+ , (К В j, Х + .,, X , +25 та преобразователя вьтолняется ана- + ,

+ КВ X,). Все указанные сигналы подаются на первый вход первого блока 5 усреднения, который на выходе, с учетом сигнала,(поданного на второй вход, Q вырабатывает сигнал, среднее значение которого на интервале первого подцикла равно

логично, с той лишь разницей, что множительно-делительное устройство переключается в режим деления сигнала, поступающего на первый вход блока 1, на сигнал, поступающий на его второй вход.

Аналогично могут быть получены выражения для связи между коэффициентами передачи В;: и коэффициентами

f,(X,) 1 КВ„,Х, + (,,Х2 +

+ к в„., X,) + , х, +

X;) +

+ ,

х, + к в„.,,

( х%

в „ X

П-А, 1 . 1

+ К в, хр + в

01

На интервалах остальных подциклов ключ 6 на входе этого блока 5 разомк- нут. Поэтому среднее значение сигнала на интервале всего цикла работы (с учетом приведения подобных членов) равно

50

f.1)tк ..,,, ч ,)х

- + (в,„.

n-J,i 2 h-1,1

в,,)х,

n-t

+ к(в„+ BI, +

+ Вз,+

+ в,,)х, + в,,;

+ .-%

видные условия

Из (2) видно, что реализация линома,

, имеющего вид f,(X,)a,,,.,, Х-/ ... +

необходимо обеспечить следующие

дные условия

г-п

а„

видные условия

к

CR Г п -п

БИ, ) а

rtf

л-ч, 7

(4)

дные условия

I- (В, .В, .

ч,)

а

11

В

01

01

В случае воспроизведения функций, представленных цепными дробями рабо+25 та преобразователя вьтолняется ана-

ом Q 1)

логично, с той лишь разницей, что множительно-делительное устройство переключается в режим деления сигнала, поступающего на первый вход блока 1, на сигнал, поступающий на его второй вход.

Аналогично могут быть получены выражения для связи между коэффициентами передачи В;: и коэффициентами

35

Ч

J реализуемой цепной дроби вида

fi(xp

X:

+ С

J

«J

ч

40

, . Xj

2,- -мxj

J

Таким образом, предлагаемый многоканальный функциональный преобразователь наряду с восроизведением

50 многочленов позволяет формировать цепные дроби, что расширяет область его применения. При этом упрощение преобразователя достигается за счет уменьшения количества ключей 4 втоgg рой группы, через которые осуществляется передача коэффициентов полиномов и цепных дробей, а также за счет упрощения требований к оперй- ционным усилителям и конденсаторам.

входящим в состав блоков 5 усреднения (по сравнению с требованиями к аналогичным элементам запоминающих блоков).

Формула изобретения

Многоканальный функциональный преобразователь, содержащий два. ключа, подключенные управляющими входами к первому н второму выходам первой группы выходов блока синхронизации, а сигнальными входами - к выходам первого и второго аналоговых запоминающих блоков соответственно, опера- ционньй усилитель с масштабирующим резистором в цепи обратной связи и три группы по г ключей, где г -количество каналов преобразования, при этом ключи первой группы соединены сигнальными входами с входами соответствующих аргументов преобразователя, а управляющими входами - с соответствующими выходами второй группы выходов блока синхронизации, отличающийся тем, чтО; с целью расширения области применени за .счет воспроизведения функций, представленных цепными дробями, при упрощении преобразователя, он содержит г блоков усредненияJ группу масштабирующих резисторов, r+1-вую группу весовых резисторов и множи- тельно-делительный блок, подключенный выходом к первым выводам первых г масштабирующих резисторов групп и

Вход 016СПЬ

5

10

3452166

сигнальным входам первого и второго аналогов)1х запоминающих блоков, первым входом - к выходам ключей первой.группы, а вторым входом - к выходу операционного усилителя, вход которого соединен с выходами ключей второй группы и через r+1-й ма штаби- рующий резистор группы - с выходами первого и второго ключей, при этом стробирующие входы первого и второго аналоговых запоминающих блоков подключены к второму и первому выходам первой группы выходов блока синхро g низации соответственно, каждьй i-й весовой резистор (1 i i . , где п - порядок воспроизводимого полинома или цепной дроби) каждой j-и группы (1 j г) соединен первым выводом

2Q С i-M выходом третьей группы выходов блока синхронизации, а вторым выводом - с сигнальным входом j-ro ключа второй группы, подключенного управляющим входом к j-му выходу второй груп25 пы выходов блока синхронизации и

управляющему входу j-ro ключа третьей группы, сигнальный вход которого соединен с вторым выводом j-ro масштабирующего резистора, а выход -

JQ с первым выводом j-ro весовогс резистора r+1-й группы и входом j-ro блока усреднения, выход которого является соответствующим выходом преобразователя, при этом вторые вьшоды весовых резисторов r+1-й группы подключены к шине ввода опорного напряжения ,

35

77

-dDдыжоВfS

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является расширение области применения за счет воспроизведения функций, представленных цепными дробями, при упрощении преобразователя. Многоканальный функциональный преобразователь содержит множительно-делительный блок 1, ключи 2, 4 и 6 первой, второй и третьей .; (Л П toVliM 00 4 СЛ to О5

фиг.2

Составитель С. Каэинов Редактор И. Касарда Техред Л. Сердюкова Корректор И.Муска

Заказ 4922/48 Тираж 670Подписное

ВНИИПИ 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

фие.3