Функциональный преобразователь Советский патент 1978 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике,

Известен функциональный преобразоватеиь, содержащий операционный усилитель, в. обратной связи которого вклгочены стабилитроны 1. Для сглаживания скачков выходного напряжения Ь нем использован сглаживающий фильлгр. Недостаток такого преобразователя - Невысокая точность воспроизведения функЦий.

Наиболее близким к предложенному преобразователю является функциональный преобразователь, содержащий триггеры, магнитные усилители, входные обмотки к(торых соединены последовательно и по кгавэчены к входу преобразователя, к выходным обмоткам первого и второго маг нитных усилителей подключены соответственно входы первого и второго выпрямительных MootoB, первые выходы которых соединены между собой через два последовательно включенных потенциометра обратной связи, а вторые выходы соединены между собой через два последовательно включенных КС-фильтра, общий вывЪ; которых соединены с общим выводоц потенциометров обратной связи. Кроме этого, преобразователь содержит управияемые ключи, выход первого из которых соединен с катодами стабилитронов перЬой и второй групп, выход второга управляемого ключа соединен с катодами стабрлитронов третьей и четвертой грухш, aHOjii каждого стабилитрона первой группы соо ветственно через первый масштабный ре- зистор соединен с анодом первого развя- зь ающего диода и через второй масштабный резистор - с анодом второго развязывающего диода, анод каждого стабвлнт рона второй группы соответственно через третий масштабный резистор соединен с анодом: третьего развязывающего диода и через четвертый масштабный резистор с анодом четвертого развязывающего , анод к:аждого стабилитрона третьей i группы соответственно через пятый , щтабный резистор соединен с анодом пятого развязывающего диода.и через шесх той масштабный резистор - с анодом ще(того развязывающего диода, анод каждого стабиянтрона четвертой груш1ы соответственно через седьмой масштабный резистор соединен с анодом .седьмого развязывающего диода и через восьмой масштабный резнстор - с анодом восьмого развязывающего диода r2j. Недостаток известного функционального преобразоватеяя - низкая точность вос произведения функций. Для повышения точности воспроизвёдения функций в предложенном функциональном преобразователе вход первого триггера подключен к аноду первого стабилитрдна первой группы, а выход указан ного триггера соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, вход второго триггера подключен к. аноду первого стабилитрона третьей группы, а выг ход второго, триггера соединен с управляющим входом второго управляемого клю ча, входы обоих ключей подключены к общему выводу потенциометров обратной связи и соответственно через девятый и десятый масштабные резисторы соединены с анодами первого и пятого развязывающих диодов, катоды первого и четвертого развязывающих диодов соединены с началом обмотки обратной связи первого маг нитного усилителя, катоды второго и третьего развязывающих диодов соединены с началом обмотки обратной связи вт рого магнитного усилителя; концы указан ных обмоток соединены с подвижным конт том первого потенциометра обратной связи, катоды щестого и седьмого развязываюших диодов соединены с началом компенсационной обмотки первого магнит ного усилителя, катоды пятого и восьмого развязывающих диодов соединены с началом компенсационной обмотки второг магнитного усилителя, .концы обеих компенсационных обмоток соединены с подвижным контактом второго потенциометра обратной связи. На чертеже изображена принципиальная схема функционального преобрааователя. Функциональный преобразователь содержит магнитные усияитепн 1 и 2, выпрямительные мосты 3 и 4, 1 С-фильтры 5 и 6, потенциометры 7. и 8 обратной связи, управляемые ключи 9 н 10, группы ст илитронов lij|i 13|- 13„, 14,- 14, масштабные резио торы ISf,, 16j- 16j,, 17j - I/K, ISj- IS.p 19- 19, 20j,, 21,21„, 22,- 22ц.Ij23 и 24, развязывающие диоды 25-32; триггеры 33 и 34. Преобразователь содержит также ко мпенсационные -обмотки 35 и 36 магнитных усилителей, обмотки 37 и 38 обратной связи, входные обмотки 39 и 40. В состав магнитных усилителей 1 и 2 входят обмотки 41 и 42 питания по , переменному току, подключенные к трансформатору 43 с установочным потенциометром 44, и выходные обмотки 45 и 46, Функциональный преобразователь работает следующим образом. Подключением стабилитронов 11 и 13 устанавливаются участки аппроксимации при увеличении крутизны заданной функции для положительной и отрицательной полярностей входного сигнала. Аналогич- но стабилитронами 12 и 14 - 14in устанавливаются участки при умен ,, шении крутизны заданной функции. Масщтабными резисторами 15,- 15| и 19 и устанавливаются наклоны участков аппроксимации при увеличении крутизны функции, а резисторами 17 17j| и 21ц - при уменьщении крутизны. Масштабными резисторами le.16| и 20ff устанавливается ток компенсации скачка выходного сигнала при переходе на участки с большой крутизной соответственно для положительного и отрицательного «входных сигналов. Аналогично резисторами 18,- 1ви,1 и 22j 22 | устанавливается ток при переходе на ----участки с малой крутизной. Потенциометрами 7 и 8 обратной связи грубо устанавливается коэффициент обратной связи в зависимости от максимальней крутизны заданной характеристики. При отсутствии входного сигнала токи в выходных обмотках 45 и 46 магнитных усилителей 1 и 2 равны между собой, и сигнал, на выходе преобразователя равен нулю. С ростом входного сигнала положительной полярности, обеспечивающего падение напряжения на потенциометре 7 обратной связи достаточно для пробоя стабилитрона, п{)обивается стабилит юн И у в результате чего параллельно масштабному резистору 23 .подключается масштаб- ный резистор 15. определенного сопротивпення. За счет этого происясод:1т увеличение коэффициента обратной связи, что приводит к переходу на новый участок аппроксимации. В компенсационную обмотку 36 магнит ного усилителя 2 подается ток, что приводит к комленсадни скачка выходного напряжения при переходе на новый участок аппроксимации. Триггер 33 переходит в неустойчивое состояние схеме использованы триггеры Шмитта), при котором управляемый кшоч 10 отключает шунтирующие цепи о мотки 37 обратной связи магнитного ус лителя 2 и шунтирующие цепи компенсацион нойобмотки 35 магнитногш усилителя 1 . При входном сигнале, обеспечивающем пробой стабилитрона 12, происходит пе реход на воспроизведение участка функции с меныией крутизной. В. этом случае в компенсационную o6MOTky 36 магнитного усилителя 2 подается ток через управляемый ключ 9, стабилитрон 12,, масштабный резистор 17., развязывающий диод 27, что приводит к переходу на новый участок аппроксимации. С pocтом входного сигнала происходит пробой следующего стабилитрона 12 второй группы, в результате чего параллельно р зистору 17 подключается масштабный резистор 17 я а масштабный резистор 18 А подключается параллельно резистору 23. При дальнейшем увеличении входного сигнала последовательно пробиваются ст билитроны 11 первой группы или стабип iTpoны 12 второй группы. Аналогично происходит -работа преобразователя при отрицательном входном сигнале. В этом случае работают стабилитроны 13.- 13дтретьей группы и стабилитроны 14 - i4jj четвертой группы. Положительный эффект предложенного преобразователя заключается в повышеНИИ точности воспроизведения (| нкций. Это достигается включением в положител ную обратную ; связь магкитныхусилителей групп стабилитронов по рассмотренной схеме. Формула изобретени Функциональный преобразователь, со- держащий триггеры, магнитные усилители, входные обмотки которых соединены последовательно и подключены к входу преобразователя, к выходным обмоткам первого и второго магнитных усилите- лой подключены соответственно входы пе вого и второго выпрямительных мостов, первые выходы которых соединены между собой через два последовательно включенных потенциометра обратной связи, а вторые выходы соединены между собой через два последовательно включенных RC- ильтра, общий вывод которых соединен с общим выводом потендиометров обратной связи, управляемые ключи, выход первого из которых соединен с катодами стабилитронов первой и второй групп, выход второго управляемого ключа соединен с катодами стабилитронов третьей и четвертой групп, анод каждого стабилитрона первой группы соответственно через первый масштабный резистор соединен с анодом первого развязывающего диода и через второй масштабный резистор - с анодом второго развязывающего диода, анод каждого стабилитрона второй группы соответственно черезтретий масштабный резистор соединен с анодом третьего развязывающего диода и через четвертый масштабный резистор - с анодом четвертого развязывающего диода, анод каждого стабилитрона третьей группы соответственно через пятый масщтабный резистор соединен с анодом пятого развязывающего диода и через шестой масштабный резистор - с анодом шестого развязывающего диода, анод каждого стабилитрона четвертой группы соответственно через седьмой масщтабный резистор соединен с анодом седьмого развязывающего диода и через восьмой масштабный резистор - с анодом восьмого развязывающего диода, отличающийся тем. что, с целью повышения точности, в нем вход первого триггера подключен к аноду первого стабилитрона первой группы, а выход указанного триггера соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, вход второго триггера подключен к аноду первого стабилитрона третьей группы, а выход второго триггера соединен с управляющим входом второго управляемого ключа, обоих ключей подключены к общему выводу потенциометров обратной связи и.соответственно через девятый и десятый масштабные резисторы соединены с анодами первого и пятсйго развязывающих диодов, катоды первого и четвертого развязывающих диодов соединены с началом обмотки обратной связи первого магнитного усилителя, катоды второго и третьего развязывающих диодов соединены с чалом обмотки обратной связи второго магнитного усилителя, концы указанных обмоток соединены с подвижным контактом первого потенциометра обратной связи, катощл шестого н седьмого развязывающих диодов соединены с началом компенсационной обмотки первого магнитного усилителя, катоды пятого и восьмого развязывающих диодов.соединены с началом компенсационной обмотки вто рого магнитного усилителя, концы обеих