Функциональный преобразователь Советский патент 1976 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано для функционального моделирования в гибридных аналого-цифровых машинах и нри ностроении измерительных приборов.

Известен функциональный преобразователь, содержащий интеграторы, входы первого из которых подключены соответственно к входу преобразователя и выходу первого управляемого ключа, выход первого интегратора через последовательно соединенные компаратор и формирователь калиброванных импульсов соединен с первыми управляющими входами первого и второго управляемых ключей, вторые управляющие входы которых соединены с выходом распределителя импульсов и входом управляемого источника опорного напряжения; выход второго управляемого ключа соединен с выходами третьего и четвертого управляемых ключей и через второй интегратор - с входом первого нуль-органа; выходы пятого и шестого управляемых ключей соединены с входом второго нуль-органа через третий интегратор, а выходы седьмого и восьмого управляемых ключей соединены с входом третьего нуль-органа через четвертый интегратор; входы первого, четвертого, шестого и восьмого управляемых ключей подключены к выходу управляемого источника опорного напряжения, а входы третьего, пятого и седьмого управляемых ключей - к входу преобразователя; в обратной связи всех, кроме первого, интеграторов включены соответственно девятый, десятый и одиннадцатый управляемые ключи.

Недостатком такого преобразователя является невозможность воспроизведения функций, раскладываемых только но четным или только по нечетным степеням, и низкая точность представления заданной функций.

Предложенный преобразователь, с расщирения функциональных возможностей и повышения точности, содержит сумматор и блок управления, входы которого подключенi.i к выходам нуль-органов, а выход соединен с входом распределителя и управляющими входами всех управляемых ключей, кроме первого; первый вход сумматора подключен к входу преобразователя, второй вход - к выходу управляемого источника опорного напряжения, а его выход соединен с входом второго управляемого ключа.

На фиг. 1 представлена блок-схема функционального преобразователя; на фиг. 2 прпведены временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Преобразователь содержит интеграторы 1.

2, 3, 4, сумматор 5, компаратор 6, формировг тель 7 калиброванных импульсов, распределптель 8 импульсов, блок 9 управления, нульорганы 10, II, 12, управляемый источник 13 опорного ианряжспня и управляемые ключи 14-24. Преобразователь работает еледующнм образом. Входной сигнал X подается на входы интегратора 1, сумматора 5 и входы закрытых управляемых ключей 16, 18 и 20. На выходе интегратора 1 в зависимости от знака входного сигнала X, появляется липейпо парастаюп1,ий сигнал. По достижении выходным сигналом интегратора уровня срабатывания компаратора 6, последний срабатывает и запускает формирователь 7 калиброванных импульсов. Па выходе формирователя калиброванных импульсов ноявляется имнульс длительностью to. Этим импульсом открывается управляемый ключ 16, и на вход интегратора 2 подключается входной сигнал X. На выходах интеграторов 3 и 4 поддерживается нулевое нанряженис открытыми ключами 23 и 24. Входной сигнал X интегрируется ИЕ1тегратором 4 в течеиие времени to. Через это время открываются ключи 17, 18, закрывается ключ 16, и па входы интеграторов 3 и 4 подаются соответственно папрял епия XQI и X. На выходе интегратора 2 напряжеппе у.меньшается, а па выходе интегратора 3 увеличивается. По достижении нулевого уровня выходного папряжения интегратора 2 срабатывает пуль-оргаи 10 и через блок управления 9 закрывает ключи 17 и 18, открывает ключи 15, 17 и 20, и через распределитель импульсов 8 подключает па выход управляемого источника опорпых напряжений, напряжение Хоа и На вход интегратора 2 постунает от сумматора 5 напряжение Х + Хоп, па вход интегратора 3 - напряжение XQ и на вход интегратора 4 - напряжение X. В дальнейшем последовательпость работы иптеграторов 2, 3 и 4 такая, как это показано па фиг. 2. Число тактов интегрирования зависит от требуемой функциональиой зависимости и задается блоком 9 управления и распределителем 8 импульсов. в течение времени S/л +/л-, +tx, ix, {фиг. 2) на вход интегратора 1 через управляемый ключ 14 от уиравляемого источника опорпых иапряжепий подается напряжение /YO для разряда конденсатора интегратора 1. в конце интервала времени S / j. блок 9 управления устапавливает ключи 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 в первоначальное положепие и открывает разрядные ключи 22, 23, 24 интеграторов 2, 3 и 4, поддерживая нулевой уровень на выходах интеграторов. В дальнейшем работа преобразователя аналогична описанной, и иа выходе компаратора 6 появляются импульсы, слсдуюпию с частотой:где К - коэффициент, учитывающий ностоянную временн интегратора 1. Еслн функция f(x) раскладывается в степенной ряд только по нечетным степеням, т. е. 1(х )с + ... + а2п-,х , то этот ряд можно переписать к такому виду / (х) aix + + + + -I- аъх + ...а-,,1 X --а2,г х + а2«-н х -«+ . Выбирая коэффициенты при членах с четными показателями степеней (а, аз,, ..., а in ) таким образом, чтобы 02 4а 2л ПзПзй2«-;| представим функцию /(х) в виде /(х) aix + + uzx (х-а) + -f... 2« -fa ,,,,,. X 2 (х-а. Многократно иитсгрируя входной сигнал X с коэффициентами ai , ач - , ..., а-2п-,. с102 (фиг. 2) в каждом такте интегрирования, и в нечетные такты интегрируя сумму (Х + Хоп ), где Хаа -а, для всех значений , получим временной интервал 2 Т. aix + + ... + х Аналогично можно получить непрерывный временной интервал для функции, которая раскладывается в ряд только по четным степеням. Подставив (2) в уровнение (1), получим Уравнение (3) можно представить и в виде + + a3.tHa5xH...a2«.. Таким образом, фупкциопальиый преобразователь позволяет получить временной иисрвал, пропорциоиальиый степенному полиному только с четными или нечетными членами, пли частоту. Ф о р м у л а н 3 о б р е т е п п я Функциональный преобразователь, содеращий интеграторы, входы первого из котоых подключепы соответственно к входу пребразователя и выходу первого управляемого люча, выход первого интегратора через поседовательно соединенные компаратор и форирователь калиброванных импульсов соедиен с первыми управляющими входами первоо и второго управляемых ключей, вторые упавляю1цие входы которых соединены с выхО

дом распределителя имплуьсов и входом управляемого источника оиорного наиряжения; выход второго управляемого ключа соединен е выходами третьего и четвертого управляемых ключей и через второй интегратор - с входом первого нуль-органа; выходы пятого и шестого управляемых ключей соединены с входом второго нуль-органа через третий интегратор, а выходы седьмого и восьмого управляемых ключей соединены с входом третьего нуль-органа через четвертый интегратор; входы первого, четвертого, шестого и восьмого управляемых ключей подключены к выходу управляемого источника опорного напряжения, а входы третьего, пятого и седьмого управляемых

ключей - к входу преобразователя; в обратiioii связп всех, кроме первого, интеграторов включены соответственно девятый, десятый и одиннадцатый управляемые ключи, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и новышения точности, содержит сумматор п блок управления, входы которого подключены к выходам пуль-органов, а выход соединен с входом распределителя и

управляющими входами всех управляемых ключей, кроме первого, первый вход сумматора подключен к входу преобразователя, второй вход - к выходу управляемого источника опорного напряжения, а его выход соединен с

входом второго управляемого ключа.

+

-3J-