Функциональный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в различных функциональных устройствах вычислительных, управля- емых и моделирующих систем, в которых возникает необходимость в вычислении гиперболических зависимостей.

Целью изобретения является повышение быстродействия преобразования при воспроизведении гиперболической зависимости.

На чертеже приведена структурная схема функционального преобразователя.

функциональный преобразователь содержит первый и второй п-разрядные цифроаналоговые преобразователи (ДАЛ) 1 и 2, аналоговый блок 3 формирования гиперболы, первый и второй мае- штабные усилители 4 и 5, двоично- логарифмический преобразователь 6 на- пряжения в унитарный код и кодовый селектор 7, соединенны по приведенной схеме.

В основе работы функционального преобразователя лежит поддержание наа пряжения на выходе аналогового блока 3 формирования гиперболы в постоянных пределах, что обеспечивает из- менение напряжения па выходе блока 3, в качестве которого может быть использован серийный аналоговый умножитель сигналов, работатсщий в режиме делителя, также в постоянных пределах.

Для реализации этого необходимо, чтобы при изменении входного напряжения на октаву изменение коэффициентов передачи ЦДЛ 1 и 2 происхо- лило также в пределах октавы. Необходимо также, чтобы с одной стороны одновременно включались одноименные разряды ЦДЛ 1 и 2, ас другой стороны необходимо, чтобы включе- ние старших разрядов {Ш 1 и 2 соответствовало реакции кодового селектора 7 на входной сигнал на входе функционального преобразователя наименьшего весового содержания.

Это обеспечивается наличием в устройстве двоично-логарифмического преобразователя 6 напряжения в унитарный код и кодового селектора 7. Преобразователь 6 напряжения может быть выполнен, например, Б виде работающих совместно функционального резне- тивного делителя, источника опорного напряжения и пороговых устройств,

число которых выбирают равным числу октав, в пределах которых изменяется напряжение на входе функционального преобразователя.

При отсутствии напряжения на вход преобразователя или, если оно менее некоторого начального порога (минимальное значение напряжения на перво октаве семиоктавного преобразователя составляет 0,078125 В, а с практической точки зрения его удобнее выбрать равным 0,1 В), напряжения на всех выходах двоичко-логарифмическо- го преобразователя 6 напряжения в унитарный код имеют минимальные значения, соответствующие логическим О.

По мере возрастания напряжения на входе преобразователя 6 появляются напряжения, соответствующие логическим 1. Каждый из выходов преобразователя 6, число которых должно быть равно числу октав изменения входного напряжения, соответствует определенному весовому содержанию этого напряжения. На седьмой октаве, диапазон изменения входного напряжения в пределах которой при максимуме входного напряжения 10 В составит 5-10 В, на всех семи выходах преобразователя 6 появятся сигналы, соответствующие логическим 1

Для правильной pa-боты функционального преобразователя необходимо, чтобы на каждой из октав был бы вклю чен точько один соответствующий ей разряд (и следовательно свой коэффициент передачи) каждого из ДАЛ 1 и 2, одноименные цифровые входы которых объединены. При этом этот разряд ДАЛ 1 и 2 должен управляться (включаться) от того выхода преобразователя б напряжения, который на данный момент (для данного значения входного напряжения) является старшим по весовому содержанию. Все остальные выходы (меньшего весового содержания) преобразователя б, на которых также имеют место логические 1, от гщфровых входов ДАЛ 1 и 2 должны быть отключены.

Такое управление циАровыми входами ИДИ 1 и 2 по сигналам от двоично-логарифмического преобразователя 6 осуществляется кодовым селектором 7, который может быть выполнен, например, на логических схемах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,

516

Работа устройства как при увеличении напряжения на входе преобразователя, так и при его изменении в сторону уменьшения происходит гично.

Выбором соответствующего коэффициента передачи диапазон игмененчя напряжения на выходе бло-:а 2 ттр о вания гиперболы смещен в ту часть шкалы выходных напярженкй, где вычисление выходной функции производится с минимальной погпеганостью. Эг характерно, как правило, для второй половины шкалы выходных напряжений. Практически при изменении входного и выходного напряжений преобразователя в пределах 0,1-10 Р и использовании в качестве блока 3 формирования гиперболы умножителя типа 52 уППС2 напряжения на входе и выходе этого блока изменяются в пределах 5-10 В.,

Второй ЦДЛ 2, подключенный своим входом к выходу блока 3 формирования гиперболы, и масштабный усилитель 5, выход которого является выходом преобразователя, позволяет привести в соответствие масштабы выходной функции и выходного сигнала на ках- дой октаве при одновременном умечь- шении погрешности преобразования.

При выполнении всех этп-с усповий преобразователь реализует гакиси- мость

Ц

де

вых U5X

t/U

ВХ

А-К2/К,и

SX

и I

напряжения на входе и выходе преобраК,,К2и А

зова-геля; соответственно коэффициенты передачи масштабных ных усилителей 4 и 5 и блока 3 формирования гиперболы.

Основная составляющая погрешность предлагаемого преобразователя, как и в известном,определяетсч инструментально} погрешностью в налогового блока 3 формирования гиперболы, носительиая пс ргпкосгь преобразования в каждой точке диапазона изменения выходной величины будет различной. Применительно к cet-шоктавному преобразователю, в котором коэффициенты передачи первого 4 и второго 5 масштабных усилителей равны еоотк,сгс1веьт i -л А Л, -О, itL-bnuiic. передачл itAjl 1 и 2 на одчсчме -шх оятазах раьны, ко ф И1ц-;сн г ереда и аналогового бло Ссд 3 фор MI- ч гипербоо л т о относительная rpeu Hoci (по отношению к клкгималь ь.- ну чкачекрто лп-ачы 10 В) P.TPKN сс- стветственкп 50 и 1%, относительная погрешность преобразо: тьия з каж,гой точке диапазона выходной величины находится в пределах 1,64-0,04% при изменении в лрэцеллх 0,1-10 В, а игь.д з пределах 10-0 1 В.

( i ео раз атепь обес ге«аБа°л вычи и сяче гиперРо .к- чэсло г .3Kv.HMocTH or аргумента, за кьпго в гчдг ншоячения (например гс тода-гтельь ж) полярко- сгч„ то связано с особенностями ра- аналогового делителя, если он v -ц;слъпуется п качестве аналогового блока формирования гиперболы. Для нормальной рпбпчы таких приборов требуется, чтобы иапрчя . Ше, соответствующее делителю, было однои тФ- ным (у 525ПС2 - огги1гте„ ьным) 71яя преобразования скгнчлог, Hbix биполярным нагфйхе1.ием, установить на входе функционального преобразователя олгч лццелекия мо- Дуля сигнала.

Устано ка преобразователя в состояние, адекватное cnrjjajiy на его ходе сразу после включения, происходит 1В1оматичсски.

В преобразоватеть может быть добавлен ксмпсшатор с порогом срабатывания, равным максимальному входному напряжению,что позволят осуществить сигнализацию о выводе прибора за верхний прелеи измерений.

Формула изобретения

функциональный преобразователь, содержащий первый и второй п-рачряд- кые цифроаналоговые преобразоз телн, aHaj orosbrfs блок Аормттрэвания гкпср- Ьолы, под ключ еннь.й выходом к аналоговому информационному входу второго цифроаналогового преобпазователя, первый и второй масштабные усилите- ли, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго цифроанатоговък чц,еобрг.зователей, выход парвого масштабного усилителя соединен с ккфор ционяым входом

716

аналогового блока формирования гиперболы, аналоговый информационный вход первого цифроаналогового преобразователя и выход второго масштабного усилителя являются соответственно входом и выходом функционального преобразователя, отличающий- с я тем, что, с целью повышения быстродействия при воспроизведении гиперболической зависимости, в него введены последовательно соединенные

двоично-логарифмический преобразователь напряжения в унитарный код и кодовый селектор, i-й (i 1-n) выход которого подключен к информационному входу (n-i+1)-x разрядов первого и второго цифроаналоговых преобразователей, информационный вход двоично-логарифмического преобразователя напряжения в унитарный код соединен с информационным входом функционального преобразователя.

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в различных функциональных устройствах вычислительных, управляющих и моделирующих систем, в которых возникает необходимость в вычислении гиперболических зависимостей. Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя при воспроизведении гиперболической зависимости. Функциональный преобразователь содержит первый и второй п-разрядные циАроаналоговые преобразователи 1 и 2, аналоговый блок 3 формирования гиперболы, первый к второй масштабные усилители 4 и 5, двоично-логарифмический преобразователь 6 и кодовый селектор 7. .Достижение поставленной ,дели обеспечено благодаря введению в функциональный преобразователь после довательно соединенных двоичного логарифмического преобразователя напряжения в унитарный код и кодового селектора, а также новым связям между элементами устройства. 1 ил. ш Л