УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны универсальные функциональные преобразователи для воспроизведения функций, аппроксимированных степепными рядами, содержащие соединенные между собой генератор качаюп ей частоты и частотнозависимые четырехполюсники на двухтактных аналоговых регулирующих и запоминающих устройствах, развязывающие усилители, выпрямители и сумматор.

Все известные устройства имеют недостаточный диапазон изменения переменных.

Предложенный преобразователь отличается тем, что в нем частотно-зависимые четырехнолюсники на двухтактных аналоговых регулирующих и запоминающих устройствах соединены через развязывающие усилители последовательно, входы первого из них подключены через эмиттерный повторитель к выходной обмотке генератора качающей частоты, а выходы всех частотно-зависимых четырехнолюсников подключены через выпрямители ко входам сумматора.

Это позволяет расщирить диапазон изменения переменных.

На чертеже приведена схема нредлагаемого функционального преобразователя.

2о-2„ на двухтактных магнитных аналоговых регулирующих и запоминающих устройствах.

На чертеже имеются также следующие обозначения: 3 - резисторы последовательно включенных частотно-зависимых четырехполюсников 2о-2„; 4 - конденсатор :, тех же четырехполюсников; 5 и 6 - диоды; 7 и 8 - магниты смен;ения; 9 - выходные, 10 - передаюн|ие и // - входщзю обмотки; J2-управляемые магнитомягкие сердечники; 13 - управляемые магнитожесткие сердечники; 14 - входные, 15 - передаюпще и 16 - выходные обмотки; 17 - управляемые магнитомягкие сердечники; 18 - управляемые обмотки; 19- резисторы; 20 - транзисторы; 21 - конденсаторы; 22 и 23 - резисторы. В схеме генератора /: 24 и 25 - тра 1зисторы; 2(j - ферромагнитный сердечник; 27, 28 и 29 - обмотки, 30 - подмагничивающая обмотка; 31, 32 и 33 - резисторы.

Четырехполюсник 2и отличается от четырехполюсников 2, 20, 2з,... 2„ тем, что транзистор 20 его усилителя включен по схеме эмиттерного повторителя.

Четырехполюсникп 2, 2,, 2„ однотипные, транзисторы 20 их усилителей включены по схеме с общей базой. Во все четырехполюсники 2 помимо указанных транзисторных усилителей входят двухтактные магнитные аналоговые регулирующие и запоминающие устройства, магнитная система каждого из которых состоит из управляемого магнитожесткого сердечника 13, уиравляемых магнитомягких сердечников 12 и 17 и магнитов смещения 7 и 8. На сердечниках 12 и 17 размещены выходные обмотки 9 и 16, входные обмотки 11, 14 и передающие обмотки 10 и 15. В электрическую схему каждого двухтактного магнитного регулирующего и запоминающего устройств входят резисторы 3, выпрямительные диоды 5 и 6 и конденсатор 4 для сглаживания пульсаций. Обмотка 18 на магнитожестком сердечнике является управляющей. Выходная обмотка 27 генератора 1 связана со входными обмотками 11 и 14 четырехнолюсника 2о через эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе 20 и резисторах 19, 22 и 23. Соединение иередающих обмоток 10 и 15 четырехполюспика 2о со входными обмотками 11 14 четырехполюсника 2 осуществляется через развязывающий усилитель на транзисторе 20 с общей базой, резисторах 19, 22, 23 и конденсаторе 21. Таким же образом соединяются выходы четырехполюсника 2i со входами четырехполюсника 22, выходы четырехполюсника 2 со входами четырехполюсника 2z и т. д. Принцип действия функционального преобразователя основан на том, что решение любой задаваемой функции j(X) производится методом разложения ее в соответствующий сходящийся ряд: f(X) ao+aiX+azX +a3X + ... +а„Х« с одновременным суммированием всех членов ряда. Значения нужного аргумента X для членов ряда, аналогами которых являются четырехполюсники 2ь 22, ...2п, задаются с помощью напряжения одной какой-то частоты генератора 1. Это происходит следующим образом. С помощью изменения нанряжения па нодмагничивающей обмотке 30 частота колебаний генератора 1 может быть плавно изменена в щироком диапазоне. Выходное напряжение генератора с необходимой частотой подается на четырехполюсник 2о и может оставаться постоянным но амплитуде. Напряжение на обмотках 11 и 14 четырехполюсника 2о примерно равно выходному напряжению генератора /, подаваемому на вход эмиттерного повторителя (транзистора) 20. Далее, напряжение с обмоток 10 и 15 четырехполюспика 2о поступает на вход усилителя с обп,ей базой. На входпых обмотках 11 и 14 усилителя четырехполюсника 2 папряжение будет отличаться от напряжения, подаваемого на его вход. И так происходит в каладом четырехполюснике. Нз этого следует, что четырехполюсники 2i, 22, 2з...., 2,j представляют собой звенья с онределеппым коэффициептом передачи. При этом сигнал, проходящий последовательно через все звенья, является уже функцией коэффициента передачи К для каждого четырехполюсника 2i, 2ч, 2з... ,2„. Таким образом, напряжения на выходных резисторах 3 четырехполюсников 2, 22, 2з..., 2п (при условии, что сердечники /2 и /7 каждого четырехполюсника не подмагничиваются магнитожестким сердечником 13 выражакггся математически соответственно: ЛЪ, , ,....,, где и - какое-то эталонное напряже 1ие, получаемое с обмоток 10 и 15 четырехнолюсника 2о. Постоянные значения коэффициентов ряда устанавливаются при настройке функционального преобразователя путем изменения магнитного состояния управ.тяемых сердечников 13 с номощью нанряжения, подаваемого на обмотки 18. Таким образом, напряжения на выходах четырехполюспиков с учетОаМ установки постоянпых коэффициентов будут иметь вид: ки j ,и .А С. , С где С - постоянные коэффициенты, являющиеся функцией нодмагничивания .магнитожестких сердечников 13 в каждом четырехполюснике 2. Нетрудно заметить, что коэффициент передачи каждого четырехполюсника является функцией частоты .К /-()). Следовательно, при изменении частоты генератора / будет изменяться и коэффициент нередачи каждого четырехнолюсника 2, кроме 2о. Таким образом, изменение коэффициента передачи является аналогом изменения аргумента X задаваемой функции 1(Х), а изменение состояния намагниченности сердечников 13 четырехнолюсников 2, 2, 2, 2,...., 2 является аналогом задаваемых ностоянных коэффициентов для каждого члена ряда функции f(X), которая может быть записана в общем случае так: f(X) + K + ...+ L-iCjiС-з +f . Настройка каждого четырехнолюспика 2 на степенную зависимость аргументов ряда Х Х , Х производится во время изготовлеиия схемы и поэтому может быть выполпена с весьма высокой точностью. В дальнейщем при эксплуатации функционального преобразователя настройка на степенную зависимость больше не потребуется. Точность вычисления (любой задаваемой функции) таким функциональным преобразователем онределяется количеством четырехполюсников 2, 22, 2з и т. д., вмонтированных в данное устройство. Надежность работы всей схемы определяется устойчивостью ее отдельных элементов. При необходимости схема универсального преобразователя может быть перестроена для решения любой другой функции, аппроксимикость перестройки схемы и определяет универсальность данного вычислительного устройства.

Предмет изобретения

Универсальный функциональный преобразователь для воспроизведения функций, аппроксимированных степенными рядами, содержаш,ий соединенные между собой генератор качающей частоты и частотно-зависимые четырехполюсники на двухтактных аналоговых регулирующих и запоминающих устройствах,

развязывающие усилители, выпрямители и сумматор, отличающийся тем, что, с целью расщиреиия диапазона изменения переменных, в нем частотно-зависимые четырсхиолюспики на двухтактных аналоговых регулирующих и запоминающих ycipoiicTiiax соединены через развязываюи1,ис усилиге.ш последовательно, входы первого из них подключены через эмиттерный повторитель к выходпой обмотке геператора качающей частоты, а выходы всех частотно-завпс1 мых четырехполюснпков подключены через выпрямители ко входам сумматора.

L-i3

S IS,