Функциональный преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G06G7/26 

1

(21)4696549/24

(22) 30.03.89

(46) 30.09.92. Бюл. № 36

(71)Киевский политехнический институт

(72)И.Ю.Сергеев

(56) Авторское свидетельство СССР Ns 1109765, кл. G 06 G 7/26, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1675910, кл. G 06 G 7/26, 1988. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

(57) Изобретение относится к области информационно-измерительной техники, в частности, может быть использовано при построении информационно-измерительных систем. Целью изобретения является расширение области применения. Функциональный преобразователь содержит запоминающую ячейку, интегратор со сбросом, N + М аппроксимирующих ячеек, блок синхронизации и ключи. 1 ил.

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники, в частности к функциональным преобразователям, и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем.

Целью изобретения является расширение области применения.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Функциональный преобразователь содержит запоминающую ячейку 1, состоящую из ключа 2, запоминающего конденсатора 3 и ключей 4,5 и 6, интегратор со сбросом 7, ключи 8,9,10,11 и 12, первую группу аппроксимирующих ячеек 13, каждая из которых состоит из компаратора 14, ключа 15, конденсатора 16, ключей 17 и 18, 19 и 20 и конденсатора 21, входы 22 задания опорного напряжения, блок 23 синхронизации, вторую группу аппроксимирующих ячеек 24, каждая из которых состоит из компаратора 25, ключей 26 и 27, конденсатора 28, ключей 29,30, 31,32 и конденсатора 33.

Блок 23 выдает две последовательности неперекрывающихся прямоугольных импульсов Фт и Фа, управляющие замыканием ключей. Интегратор 7 преобразует суммарный заряд, полученный от конденсаторов ячеек 1,13 и 24, в выходное напряжение устройства.

Рассмотрим работу устройства.

В запоминающей ячейке 1 конденсатор 3 заряжается в момент выборки (в момент поступления импульса Ф1)до напряжения, равного мгновенному значению входного напряжения VBx(t), а затем (во время поступления импульса Фа) разряжается на вход интегратора 7, передавая свой заряд конденсатору 7, предварительно разряженному перед этим, Предположим, мгновенное значение входного напряжения VBx(t) в положительном полупериоде в момент выборки превышает напряжение смещения одной из ячеек 13. Тогда в этой ячейке оказываются открытыми ключи 19 и 20, управляемые компаратором 14. В результате, во время действия импульса Ф1 конденсатор 21 заряжается до рассматриваемого мгновенного значения, а конденсатор 16 в это же время заряжается до напряжения смещения рассматриваемой ячейки 13. Во время прихода

СП

С

vi о ел со

GO VI

импульса конденсаторы 21 и 16 отдают свои заряды конденсатору интегратора 7, где эти заряды вычитаются. Если емкости конденсаторов 16 и 21 равны между собой, то разность упомянутых зарядов прямо про- порциональна разности рассматриваемого мгновенного значения VBx(t) и напряжения смещения данной ячейки 13. Разность зарядов конденсаторов 16 и 21 вычитается из заряда конденсатора 3, уменьшая, таким об- разом, коэффициент передачи устройства. Кривая зависимости выходного напряжения смещения получит излом. При достиже- нии входным напряжением VBx(t) напряжения смещения следующей ячейки 13 начинает работать и следующая ячейка, и кривая зависимости выходного напряжения от входного получает следующий излом, получая еще больший наклон к горизонтальной оси. Работа аппроксимирующих ячеек 24 аналогична работе ячеек 13 с той лишь разницей, что разность зарядов конденсаторов 33 и 28 ячеек 24, поступая на конденсатор интегратора 7, складывается с зарядом конденсатора 3. При этом кривая зависимости выходного напряжения от входного, получая излом в точке равенства мгновенного значения напряжения Vsx(t) напряжению смещения рассматриваемой ячейки 24, поднимается выше от горизон- тальной оси. Таким образом, выбирая значениянапряженийсмещениясоответствующих ячеек, можно задавать абсциссы точек излома кривой зависимости выходного напряжения от входного, а, вы- бирая соотношения между значениями емкостей ячеек 1, 13 и 24, можно задавать наклон кусочно-линейных участков этой кривой. При этом получаемой ломанной кривой осуществляется кусочно-линейная аппроксимация заданной плавной кривой, характер которой таков, что ее вторая производная может менятьзнак, т.е. кривая такова, что увеличению абсциссы соответствует то увеличение, то уменьшение ординаты. Рас- сматриваемая кривая располагается в первом и третьем квадрантах координатной плоскости. У ячеек 10 и 25, работающих в разных квадрантах, различными являются полярности напряжений смещения и фази- ровка подключения ко входам ячеек входов компараторов.

Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий последовательно соединенные первый и второй ключи и интегратор с сбросом, блок синхронизации, третий, четвертый и пятый ключи, запоминающую ячейку, выполненную на конденсаторе, первая и вторая обкладки которого соединены соответственно с общим выводом первого и второго ключей и с общим выводом третьего и четвертого ключей, свободные выводы второго и третьего ключей соединены с шиной нулевого потенциала, свободный вывод первого ключа подключен к входу преобразователя, а свободный вывод четвертого ключа - к входу интегратора со сбросом, первая группа аппроксимирующих ячеек, каждая из которых содержит компаратор напряжения, первый и второй запоминающие конденсаторы, с первого по пятый ключи, причем в каждой аппроксимирующей ячейке первая обкладка первого запоминающего конденсатора подключена к общему выводу первого и второго ключей, а вторая - к общему выводу третьего и четвертого ключей, первая обкладка второго запоминающего конденсатора через пятый ключ подключена к шине нулевого потенциала и свободные выводы второго и третьего ключей подключены к шине нулевого потенциала, а свободный вывод первого ключа подключен к первому входу компаратора, вторая обкладка второго запоминающего конденсатора и свободный вывод четвертого ключа подключены соответственно к первомуивторомувыходамаппроксимирующей ячейки первой группы, а первый и второй входы компаратора образуют соответственно первый и второй информационные входы аппроксимирующей ячейки первой группы, управляющие входы четвертого и пятого ключей подключены к выходу компаратора, управляющий вход второго ключа образует первый, а объединенные управляющие входы первого и третьего ключей-второй управляющие входы аппроксимирующей ячейки первой группы, общий вывод первого и второго ключей преобразователя соединен с объединенными первыми выходами N аппроксимирующих ячеек первой группы, вторые объединенные выходы которых через третий ключ подключены к входу интегратора, первые информационные выходы N аппроксимирующих ячеек первой группы объединены и подключены к.свободным выводам первого ключа преобразователя и первого ключа запоминающей ячейки, вторые информационные входы N аппроксимирующих ячеек первой группы подключены к соответствующим N входам задания опорных напряжений преобразователя, объединенные первые управляющие входы N аппроксимирующих ячеек первой группы соединены с управляющими входами первого ключа преобразователя, первого и третьего ключей запоминающей ячейки и входом сброса ин- гегратора и подключены к первому выходу

блока синхронизации, второй выход которого подключен к управляющим входам второго и четвертого ключей запоминающей ячейки, объединенным вторым управляющим входам N аппроксимирующих ячеек первой группы и управляющим входам второго и третьего ключей, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введена вторая группа аппроксимирующих ячеек, каждая из которых содержит компаратор напряжения, первый и второй запоминающие конденсаторы, последовательно соединенные с первого по шестой ключи, причем в каждой аппроксимирующей ячейке второй группы первый и второй входы компаратора образуют первый и второй информационные входы аппроксимирующей ячейки второй группы, второй вход компаратора соединен со свободным выводом первого ключа, общие вы- воды первого и второго, четвертого и пятого ключей соединены с первыми обкладками соответственно первого и второго запоминающих конденсаторов, вторая обкладка первого конденсатора подключена к шине нулевого потенциала, общий вывод третье22

го и четвертого ключей и вторая обкладка второго конденсатора подключены соответственно к первому и второму выходам аппроксимирующей ячейки второй группы, причем управляющие входы третьего и шестого ключей соединены с выходом компаратора, объединенные управляющие входы первого и пятого, второго и четвертого ключей являются соответственно первым и вторымуправляющимивходамиаппроксимирующей ячейки второй группы, объединенные первые информационные входы N аппроксимирующих ячеек второй группы подключены к входу преобразователя, а вторые - к входам задания опорных напряжений преобразователя, объединенные первые выходы N аппроксимирующих ячеек второй группы подключены к входу интегратора, а объединенные вторые выходы - к общему выводу четвертого и пятого ключей, причем свободные выводы этих ключей соединены соответственно с входом преобразователя и с шиной нулевого потенциала, а их управляющие входы подключены соответственно к первому и второму выходам блока синхронизации.

вш