Функциональный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике,автоматике, а частности к функциональным преобразователям, и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем.

Цель изобретения - расширения области применения за счет обеспечения возможности преобразования напряжения переменного тока в широтнс-импульсно-мо- дулированный сигнал, ширина импульсов которого связана со среднеквадратичным значением входного напряжения заданной функциональной зависимостью

На чертеже приведена структурная схема функционального преобразователя.

Функциональный преобразователь содержит блок 1 преобразования кода в сопротивление, интегратор 2, блок 3 выборки-хранения, блок 4 преобразования напряжения во временной интервал, ключи 5 и 6, источник 7 опорного напряжения, переключатель 8, дешифратор 9, блок 10 синхронизации,квадратор 11, цифроуправ- ляемый делитель 12 напряжения, блок 13 вычисления квадратного корня

Интегратор может быть выполнен на дифференциальном усилителе 14, переключателях 15 и 16 и конденсаторе 17.

ы

Ьь

vi

Примером построения блока синхронизации может служить совокупность включенных последовательно генератора 18, счетчика 19 импульсов и регистра 20, а также делителя 21 частоты, генератора 22, подключенного к счетчику 23 импульсов, и включенных последовательно усилителя-ограничителя 24, триеггера 25 и одновибрато- ра2б.

Функциональный преобразоавтель работает следующим образом.

Входное переменное напряжение Ux поступает на усилитель-ограничитель 24 блока 10 синхронизации, который формирует из него прямоугольные импульсы, поступающие на триггер 25, в результате чего на выходе триггера формируется меандр, имеющий частоту в два раза меньшую, чем частота входного напряжения Ux. Меандр с выхода триггера 25 поступает на ключи 5 и б и на переключатели 15 и 16, а также на одновибратор 26, короткие импульсы которого поступают на блок 3 и делитель 21. В результате этого ключ 5 оказывается замкнутым в течение каждого второго периода напряжения Ux, направление подключения конденсатора 17 в цепь обратной связи усилителя 14 в каждых двух соседних периодах напряжения 1)х оказывается противоположным, блок 3 выборки-хранения осуществляет выборку и запоминание выходного напряжения интегратора 2 один раз за два периода напряжения Ux, а блок 4 с такой же периодичностью получает команду для начала формирования выходного импульса Тх. Кроме того, счетчик 19 импульсов подсчитывает импульсы опорной частоты f0 генератора 18, получая периодически от делителя 21 частоты импульсы сброса. В результате в счетчике 19 накапливается число импульсов, прямо пропорциональное частоте напряжения Ux. Код этого числа поступает с выхода регистра 20 на цифровые входы блока 12.

Квадратор 11 представляет собой нелинейный преобразователь напряжения, имеющий квадратичную характеристику. На вход квадратора 11 в одном из двух соседних периодов напряжения Ux подключается через замкнутый ключ 5 входное напряжение Ux. а в другом из периодов через замкнутый ключ 6 подключается напряжение с выхода блока 13 вычисления квадратного корня. Выходное напряжение интегратора, зафиксированное один раз за два периода

напряжения Ux, поступает через блок 13 на вход блока 4, который преобразует его в выходной импульс Тх. Кроме того, на вход интегратора 2 поступает ток от блока 1. Значение этого тока зависит от напряжения

истчника 7, от сопротивления блока 1, которое зависит от кода, поступающего на его цифровой вход с дешифратора 9. Код на выходе дешифратора зависит от кода MIJ, который может быть подан в дешифратор, а

также от состояния счетчика 23. В результате этого в течение действия сигнала Тх на вход интегратора 2 от блока 1 поступает ток, значение которого представляет собой кусочно-ступенчатую функцию времени, заданную кодом MIJ. Выходной сигнал предложенного функционального преобразователя в установившемся режиме

К4

чГ

«х

+ L

н

Kl2 2 f0 ND4 Kn

где «4, Kn, Ki2 - коэффициенты передачи блоков 4,11,12;

to - частота генератора 18;

No4 - коэффициент деления делителя 21 частоты;

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, автоматике и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности преобразования напряжения переменного тока в широтно-импульсно-модулированный сигнал, ширина импульсов которого связана со среднеквадратичным значением входного напряжения заданной функциональной зависимостью. Функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные источник 7 опорного напряжения, переключатель 8, блок 1 преобразования кода в сопротивление, интегратор 2, блок 3 выборки - хранения, блок 13 вычисления квадратного корня и блок 4 преобразования напряжения во временной интервал, причем вход функционального преобразователя соединен через последовательно соединенные ключ 5, квадратор 11 и цифроуправляемый делитель напряжения 12 со входом интегратора, а вход квадратора 11 через ключ 6 соединен с выходом блока 13 вычисления квадратного корня, а также блок синхронизации 10. 1 ил.

(l- 1)t0( (l- 1)t0-slgn(Tx-lto)L Ј,11R

Eojto . slgn(Tx-lt0) + 1 11 , «-Г,.

f I - 1,111,

где I - значение кода на выходе счетчика 23;

Eoi - выходное напряжение источника 7, подключаемое к блоку 1, соответствующее i-му значению кода счетчика 23;

Тх - ширина импульса сигнала на выходе преобразователя;

to - длительность периода смены кода счетчика 23;

RI - сопротивление блока 1, соответствующее 1-му значению кода счетчика 23;

{i

при при

, х 0.

Функциональный преобразователь осуществляет нелинейное преобразование напряжения переменного тока Vx в широтно-импульсно-модулированный сигнал, ширина импульсов Тх которого связана

со среднеквадратичным значением входного напряжения функциональной зависимостью. Требуемая нелинейность задается значениями напряжений Е|0 и сопротивлений RI, а также кодом MIJ, определяющим зависимость кода на выходе дешифратора 9 от кода счетчика 23. В предлагаемом преобразователе осуществляется кусочно-линейная аппроксимация функциональной зависимости выходной величины от входной.

Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий последовательно соединенные блок преобразования кода в сопротивление, интегратор и блок выборки-хранения, блок преобразования напряжения во временной интервал, блок синхронизации, источник опорного напряжения, выходы которого соединены с первым и вторым информационными входами переключателя. дешифратор, выходы разрядов которого, кроме первого, подключены к цифровым входам блока преобразования кода в сопротивление, вход первого ключа соединен с информационным входом функционального преобразователя, выход блока преобразования напряжения во временной интервал подключен к стробирующему входу блока синхронизации, первый выход которого со- единен с управляющим входом первого ключа, а второй выход - с управляющими входами блока выборки-хранения и блока преобразования напряжения во временной интервал, входы дешифратора соединены с первой группой выходов блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности преобразования напряжения переменного тока в широтно- импульсно-модулированный сигнал, ширина импульсов которого связана со среднеквадратичным значением входного напряжения заданной функциональной зависимостью, в него введены квадратор, цифроуправляемый делитель напряжения, блок вычисления квадратного корня, вход которого соединен с выходом блока выборки-хранения, а выход подключен к входу блока преобразования напряжения во временной интервал и через второй ключ к входу квадратора и выходу первого ключа, а выход квадратора через цифроуправляемый делитель напряжения подключен к информационному входу интегратора, цифровые входы цифроуправляемого делителя напряжения соединены с второй группой выходов блока синхронизации, вход запуска которого соединен с информационным входом функционального преобразователя, управляющие входы первого и второго ключей объединены, аналоговый вход блока преобразования кода в сопротивление соединен с выходом переключателя, управляющий вход которого соединен с выходом первого разряда дешифратора, вход задания направления интегрирования интегратора соединен с первым выходом блока синхронизации.