УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИИ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/26 

Предлагаемое устройство относится к аналоговой вычислительной технике.

При исследовании сложных нелинейных систем автоматического регулирования, решении задач энергетики, аэро- и гидродинамики часто возникает необходимость воспроизведения функций двух переменных на аналоговых вычислительных машинах.

В основном авт. св. № 267196 описано устройство для воспроизведения нелинейных функций двух переменных, содержащее операционные усилители и диодные функциональные, преобразователи с двухвходовыми диодными элементами. Первые входы диодных элементов подключены к источнику входного сигнала, вторые входы - к источнику опорного напряжения, изменяющегося по линейному закону.

Для воспроизведения каждого линейного участка аппроксимации используется отдельный диодный элемент.

Целью изобретения является сокращение числа используемых диодных элементов.

С этой целью в предлагаемом устройстве к точкам соединения основных и компенсирующих диодов подключаются дополнительные резисторы, второй зажим которых подключается к выходу операционного усилителя соответствующего функционального преобразователя.

Такое выполнение устройства обеспечивает возможность использования каждого диодного элемента дважды - в одном узле аппроксимации при его включении (выключении) и в

другом узле - при его выключении (включении). Таким образом, количество диодных элементов, необходимое для воспроизведения заданного семейства функций, может быть уменьщено вдвое. Кроме этого, повышается

точность воспроизведения функций.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Функциональные преобразователи /-3 содержат трехвходовые диодные элементы и

имеют возможность изменять опорное напряжение диодов по линейному закону.

В функциональном преобразователе 1 показана схема включения трехвходового диодного элемента, состоящая из резисторов 4-6, диодов 7 и усилителя 8. Линейные элементы 9 воспроизводят зависимость опорных напряжений диодных элементов от одной из переменных. Выходы функциональных преобразователей

1-3 подключены ко входу суммирующего операционного усилителя 10, выходной сигнал которого соответствует воспроизводимой функции f(x,y). В качестве примера рассмотрен случай, когжении диоды всех элементов открыты, а потенциал на выходе усилителя 8 устанавливается равным нулю. Поскольку все резисторы 6 включены через диоды параллельно операционному усилителю, усиление последнего при всех открытых диодах будет минимальным. При достижении входным сигналом величины напряжения, равного сумме опорного напряжения f/y и выходного напряжения , при равенстве сопротивления резисторов 4-6 диод 7 запирается. При этом резистор 6 выключается из цепи обратной связи усилителя 8, коэффициент которого при этом увеличивается, а следовательно, увеличивается крутизна токовой характеристики функционального преобразователя. При вторичном достижении равенства указанных напряжений диод 7 отпирается, резистор 6 включается в цепь обратной связи операционного усилителя, и следовательно, изменяется крутизна токовой характеристики функционального преобразователя.

При этом можно подобрать величины сопротивлений резисторов 4-6 так, что при включении и при выключении диодного элемента коэффициент усиления усилителя изменялся бы в одном направлении, причем на заданные законом разбиения функции величины.

Линейное изменение опорного напряжения приводит к параллельному смещению точек открывания и закрывания диодов.

В результате получаются кривые, аппроксимированные параллельными линейными участками различной длины. Такое семейство кривых f 1 (х, у), воспроизводимое функциональным преобразователем 1, представляет заданное семейство f(x,y) определенной ошибкой, которую можно представить в виде семейства h()- Семейство fz(x.,y воспроизводят таким же образом, для чего используется функциональный преобразователь 2.

Получающаяся на выходе суммирующего усилителя сумма напряжения h(y + 12(х,у) воспроизводит заданную функцию f(x,y) с некоторой ошибкой з(х,у), которая воспроизводится на функциональном преобразователе 5. Выходные напряжения функциональных преобразователей поступают на суммирующий усилитель 10, на выходе которого образуется выходное напряжение, пропорциональное заданному семейству функций f(x,y).

Практически для большинства функций двух переменных с достаточной точностью можно ограничиться представлением заданной функции в виде суммы трех функций: .

f(x, У) /1 (X, у) + h(x. У) +h{x, у)

Подготовка заданного семейства функции для воспроизведения предлагаемым устройством может быть проведен°а либо путем предварительной графической аппроксимации, либо путем расчета длин участков и величин

сопротивлений резисторов 4-6 на ЦВМ.

Предмет изобретения

Устройство для воспроизведения функций двух переменных по авт. св. № 267196, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, диодные элементы функциональных преобразователей содержат по дополнительному резистору, одни зажимы которых подключены к точкам соединения основных и компенсирующих диодов, а вторые присоединены к выходу операционного усилителя соответствующего функционального преобразователя.

; t-

/flr,x;