Функциональный преобразователь Советский патент 1979 года по МПК G06G7/26 

I

Изобретение относится к вычпспптепьной технике н может быть применено в аналоговых и анапого-щфровых вы- чиспитеяьных машинах, в приборах и ycivройствах автоматики и измерительной техники.

Известны устройства для воспронзве дения функций, реапизукшше метод пол, номинальной аппроксимации, в которых для получения степенньгх функций исполь зуется соединение широтно-импульсного модулятора с группой амплитудных модуляторов l.

Наиболее близким техническим решением является функциональный преобразователь, содержащий интегратор, вход через первый масштабный резйотор соединён со входом преобразователя и через второй масштабный резистор - с выходом стабилизатора, вход стабилизатора соединен с выходом операционного усилителя, вход которого через третий масштабный резистор соединен с выходом интегратора, через четвертый масшта бный

резистор - со входоц Ьреобразоватепя и через пятый масштабный резистор - с выходом стабилизатора, ылходной усилитель, , в цепи обратной связи которого включен шестой масштабный резистор, вход выходного усилителя через первый входной масштабный резистор соединен с выходом источника опорного напряжения и через второй входной масштабный резистор со входом преобразователя |j2.

Недостатком указанных устроЛзтв яв- ляется сложность структурной схёУЗы и большое количество входящих в них сложных блоков.

Предложенный функциональный преобразователь, с упрощения его струкауры, содержит фильтры и управляемые фазочувствйтельные выпрямители, выход каждого из которых соединен со входом соответствующего фильтра, первые выхог ды всех фильтров через соответствующие входные масштабные резисторы соединены со,входом выходного усилителя, второй выход каждого фильтра соединен со входом nocnei iomero фазочувствитепьного выпрямителя, вход первого управляемого фааочувствительного иыпрямителя соединен с выходом ингегратора, а управляюпше входы всех управляемых фазочувстви тепыплх выпрямителей соединены с выходом стабилизатора. На чертеже дана схема функционально го преобрааоватепя. Функдиональны й преобрааоватепь, содержит интегратор 1, вход которого через первый масштабвый резистор 2 соединен со входом преобразоватепя и через второй масштабный резистор 3-е выходом стабилизатора 4 Вход стабилизатора 4 соединен с выходом операционного усилителя 5, вход которого черев третий масштабный ре-т зистор 6 соединен с выходом интегратора 1, через четвертый масштабный резистор 7 - со входом преобразоёателя и через пятый масштабный резистор 8 - с выходоь стабилизатора 4, выходной усилитель 9, в цепи обратной связи включен шестой масштабный ревистсф 10, вход выходного усилителя 0 через первый входной масштабный резистор 11 соединён с выходом источника опорного напряжения 12 и через второй Входной масштабный резистор 13 со входом преобразователя. Кроме того, он содержит фипьтры 14 и управляемые фазотувствительные ш шрямители 1«с1« с jc, jr, ср 15.- 15,. Первые выходы всех фильтров , . п 14-- через соответствующие входные масштабньге резисторы 16, соединены со входом сумматора 9. Фуйкционапьный преобразователь работает следующим образом. Заданная функция аппроксимируется конечным иопиномом f ( . При отсутствии входного сигнала U ц операциоввый усилитель 5, работающий в режиме компаратора, находится в одном из двух устойчивых состояний, например, 4 и, . Это приводит к появлению на вькоде интегратч)ра 1 линейно - умень шающегося напряжения, скорость которого и « . Кигда выходное напряжение интегрирующего усилителя до лтигнет величины U ,(где б сопротивления соответствую- 6 34 щих резисторов), равной порогу срабатывания компаратора, на выходе усилителя Б появляется напряжение U . Выходное напряжение интегратора 1 теперь линейно возрастает до величины H-Uo, при достижении которого компаратор переключается в исходное состояние. Средние значения напряжений на выходе интегратора 1, усилителя 5 и управляемых фазочувствитальных выпрямителей .,15-h равны нулю. Значение функции, пропорциональное о(о Устанавливается с помощью входного масштабного резистора 13- на выходе выходного усилителя 9, подкгаоченног о к источнику опорного напряжения U. При появлении положительного сигнала U и первоначальном положительном напряжении на выходе усилителя 5 скорость интегрирования будет равна ( . где R - сопротивненне соответственно резисторов 3 и 2, С - емкость конденсатора интегратора 1. отрицательном начальном напряжении на выходе усилите -н(.). порог срабатывания компаратора, выполненного на усилителе 5, равен « г начальном положительном напряже НИИ на выходе усилителя 5; или НИИ на выходе Усилителя 5i или -- г. 8 при начальном очрицательном напряжении на выходе усилителя 5, Длительность положительного импульса на выходе усилителя 5 определяется соотношение м4 . K-llUx а длительность отрицательного импульса 20,П.с Период напряжения на выходе усилителя 5 равен 4иоКзС Среднее значение выходного напряжения управляемого фазо оВствитепьного выпрямителя 15-1 определяется алгебраической суммой площадей треугольников напряжений,, отнесенной к периоду генерируемого напряжения. Высоты треугольников равны порогам срабатывания компаратораUQ. или Uo, а основанняопредепяются Ьременвм интегрирования от соответствующего уровня до иупя со скоростью / или . Таким образом, среднее значение в.ы ходного напряжения фазочувствительного вы прямителя 15-1 определяется соотношениемЯз R 22 Г Bbix.cp т.е. пропорционально второй степени не,зависимой переменной. Это напряжение снимается с фильтра 14-1 и подается н вход фазочувствительного выпрямителя 15-2, Вид выходного напряжения фазочувствительного выпрямителя 15-2 подобен выходному напряжению усилителя 5. Шэтому среднее значение напряжения на выходе фазочувствительного выпрямителя 15-2 пропорционально третьей степени независимой переменной V. и снимается с фкльгра . Аналогично напряжение на выходе фильтра 14-(l+lJ фазочувствительного выпрямителя- 5-.l+, вход которого подсоединен к выходу фильтра 14-1, а управй5ао1дий вход - к выходу стабилизатора 4, пропорционально (+2) степен независимой переменнойU, если средне напряжение фаэоогвствительного выпрями теля 15-I пропорционально ((J+i) степе ни независимой переменной и-к- . ВЫХ.Ср 1 -х Таким образом, включение в схему д полнительно одного фазочувствительяого выпрямителя с фильтром на выходе позволяет получить след5тощий член степенн го полинома. Суммируя на вькрдном усилителе 9 выходные напряжения, снимаемые с филь ров 14-1;..14- ,п управляемых фазочувст вятепьных выпрямителей 15-lj....,15-h входной сигнал U% опорное напряжение UppC весовыми коэффициентами, определяемыми сопротивлениями входных ма$ шфабыых резисторов 16«-1...,16-П, получи выходное напряжение, пропорциональное сумме степеней независимой переменной вых;|а.и; Фазочувствительные выпрямители могут быть выполнены на интегральных усилителях. Применение в преобразователе фазочувствительных выпрямителей на операционных усилителях и фильтров позволяет упростить схему преобразователя. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий интегратор, вход которого через первый масштабный резистор соединен со входом преобразователя к через второй масштабный резистор - с выходом ст илизатора, вход стабилизатора соединен с выходом операционного усилителя, вход .через третий масштабный резистор соединен с выходом интегратора, через четвертый масштабный резистор - со входом преобразователя и через пятый масштабный резистор - с выходом стабил1шатора, выходной усилитель, в цепи обратной связи которого включен шестой масштабный резистор, вход выходного усилителя через первый входной масштабный резистор соединен с выходом источника опорного напряжения и через второй входной масштабный резистор - со входом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он содержит фильтры и управляемые фазочувствитепьные выпрямители, выход каждого из которых соединен со входом соответствующего фильтра, первые выходы всех фильтров через соответствующие входные масштабные резисторы соединены со входом выходнот о усилителя, второй выход фильтра соединен со входом последующего управляемого фазочувствительного выпрямителя, вход первого управляемого фазочувствительного выпрямителя соединен с выходом интегратора, а управп$8ошие входы всех управляемых фазочувствитепьных выпрямителей соединены с выходом стабилизатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 364042, кл. 6 06 J 3/00, 1972. 2,Смолов В. Б, Аналоговые вычиолительнью машины. М., Высшая школа, 1972, с. .252-253. Щ Щ: I «ПС. .