СИНУСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/22 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и к измерительной технике, может найти применение в навигационных информационно-вычислительных и управляющих системах, а также системах, где требуется синусное функциональное преобразование.

Известно цифро-аналоговое вычислительное устройство, позволяющее производить операцию преобразования напряжения для цифровых величин на основе дробно-рационального приближения к заданной зависимости. Такое устройство содержит уравновешенный мост, в первом плече которого включен постоянный резистор, а в трех остальных - импульсно-управляемые ключи и последовательно с ними включенные резисторы; двигатель моста присоединен ко входам усилителя, выход которого через широтно-импульсный модулятор соединен с выходом устройства и управляющими входами ключей во втором и четвертом плечах, 6бщая точка третьего и четвертого плечей моста через источник постоянного напряжения соединена с общей точкой первого и второго плечей и шиной нулевого потенциала, к которой через усредняющие конденсаторы присоединены входы усилителя и резистор третьего плеча моста.

Однако такая схема мостового цифро-аналогового вычислительного устройства для цифровых величин не позволяет производить

операцию синусного преобразования над широтно-модулированными величинами и является сложной и громоздкой, так как содерм ит большое количество точных резисторов и

аналоговых ключей, входящих в состав управляемых линейных цифровых проводимостей.

Цель предлагаемого преобразователя - расширить его функциональные возможности.

Это достигается тем, что преобразователь содержит дополнительный резистор и три цепочки, состоящие из последовательно соединенных импульсно-управляемых ключей и резисторов, первая и вторая из которых присоединены параллельно соответственно второму и четвертому плечам моста, а третья цепочка с параллельно присоединенным дополнительным резистором включена между входом усилителя и резистором третьего плеча; управляющие входы ключей указанных цепочек присоел,инены ко входу преобразователя, к которому через схему НЕ присоединен управляющий вход ключа третьего плеча моста,

На чертеже изображена схема предлагаемого синусного функционального преобразователя.

Преобразователь содержит импульсно-управляемые ключи 1-6, последовательно с

которыми включены ;резисторы 7-12, постоииный резистор 13, дополнительный резистор 14, усредняющие конденсаторы 15-17, источник 18 постоянного напряжения, схему НЕ 19, усилитель 20 постоянного тока, широтно-нмнульсный 1модулятор 21, входную и выходную клелпмы 22 и 23 преобразователя, а также входы усилителя 24 и 25.

Дополнительные цепочки, подключенные к плечам моста, состоят из последовательно соединенных ключа 1 н резистора 7, ключа 5 н резистора 11, ключа 6 и резистора 12.

Предлагаемый синусный функциональный преобразователь обладает методической ошибкой и является специализированным вычислительным устройством приближенного действия, реализующим математическую зависимость вида

е. .. Sin .0.-6,39+ -|Ж. (1)

Для обеспечения возможности реализации с помощью мостового время-импульсного функционального преобразователя необходимо представить выражение (1) в неявном виде как решение следующего нелинейного уравнения:

(2,82Qz + 0,5860) (1 - 9) (0z -+- 6,3 в). (2)

Возможность построения чисто электронной мостовой время-импульсной схемы создается благодаря использованию импульсно-управляемой проводимости (последовательное соединение имнульсно-унравляемого ключа и резистора, зашунтированное усредняющим конденсатором). Импульсно-управляемая проводимость обеспечивает пропорциональность среднего значения проводимости двухполюсника «электронный управляемый ключ и иостоянный резистор относительной длительности широтно-модулированной импульсной периодической последовательности, поступающей на управление ключом двухполюсника.

Логическая цифровая схема НЕ 19 выполняет функцию фазоинвертирующего каскада, формируя импульсный поток с относительной длительностью, равной . С помощью последовательного соединения импульсно-управляемого ключа 1 и резистора 7, зашунтированных дополнительным резистором 14, и импульсно-управляемого ключа 2 и резистора 8, которые развязаны по переменному току посредством усредняющего конденсатора 16, достигается пронорциональность проводимости третьего нлеча моста квадрату относительной длительности входной импульсной последовательности в по закону g(l-6). Значения проводимостей второго и четвертого плеч моста, выполненных в виде параллельного соединения импульсно-управляемого ключа 3 с резистором 9 и ключа 4 с резистором 10, ключа 6 с резистором 12 и ключа 5 с резистором И, пропорциональны сумме относительных длительностей в и 0z нмпульсных последовательностей, поступающих на управление нмпульсно-управляемыми ключами 6, 3 и 5, 4, соответственно. РСонденсаторы 15 и 17 служат для фнльтрацин периодических напряжений, появляющихся цри работе неременных проводимостей. Благодаря им на входы 24 и 25 дифференциального усилителя 20 постоянного тока поступают только постоянные составляющие (средние значения) напряжений в точках 24 и 25, а высшие гармоники подавляются.

Таким образом, функционирование схемы можно описать следующим образом.

Разность напряжения в точках 24 и 25 моста через дифференциальный усилитель 20 постоянного тока воздействует на широтно-импульсный модулятор 21, который формирует выходной сигнал схемы так, чтобы мост оказался уравновешенным. Это обеспечивается при вынолненни следующего условия:

(1 G) ( Oz + - gn

Qz +

go ёч

ц

при g-i3 ygsЗдесь gs-gls -значения нроводимостеи соответственно. Если обесрезисторов 8-13, печить такие соотношения между значениями постоянных проводимостей резисторов 9-12,

,82; 0,586; 6,3, то получим

gngngn

требуемое моделирующее выражение (2).

Предмет изобретения

Синусный функциональный нреобразователь, содержащий схему НЕ и уравновещенный мост, в нервом плече которого включен постоянный резистор, а в трех остальных - импульсно-управляемые ключи и последовательно с ними включенные резисторы; диагональ моста присоединена ко входам усилителя, выход .которого через широтно-импульсный модулятор соединен с выходом преобразователя и управляющими входами ключей во второ.м и четвертом плечах, общая точка третьего и четвертого плечей моста через источник постоянного напряжения соединена в общей точкой первого и второго илечей и шиной нулевого потенциала, к которой через усредняющие конденсаторы присоединены входы усилителя и резистор третьего плеча моста, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, преобразователь содержит дополнительный резистор и три цепочки, состоящие из последовательно соединенных имиульсно-управляемых ключей и резисторов, первая я вторая из к 5торых присоединены параллельно соответственно второму и четвертому плечам моста, а третья цепочка с параллельно присоединенным дополнительным резистором включена между входом усилителя .и резистором третьего плеча; управляющие входы ключей указанных цепочек присоединены ко входу преобразователя, к которому через схему НЕ присоединен управляющий вход ключа третьего плеча моста.