Квадратичный преобразователь кода в напряжение Советский патент 1979 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в системах управления или контроля, где требуется моделирование функций с кусочно-квадратичной аппроксимацией при представлении аргумента двоичным кодом. . Известен квадратичный преобразователь кода в напряжение, содержащий генератор импульсов, суммирукнди блоки, дешифратор, который осуществ ет кусочно-квадратичную аппроксимацию функций ij . Однако, устройство позволяет мод лировать лишь ограниченный класс функций. Известен квадратичный преобразов тель кода в напряжение, содержащий два суммирующих блока, регистр, вых ды старших разрядов которого соединены с информационными входами, деши фратора, а выходы младших разрядов соединены с информационными входами преобразователя кода в напряжение, первые .входы дешифратора и преобразователя кода в напряжение соединены с выходом генератора импульсов 2 Однако, схема этого устройства сложна. Цель изобретения - упрощение устройства. Для этого квадратичный преобразователь кода в напряжение,содержащий два суммирующих блока, регистр, дешифратор, преобразователь кода, в .напряжение, генератор импульсов, введены блок перемножения, три аналоговых ключа, разделительный конденсатор, две группы сегнетопьезоэлектрических трансформаторов. Блок переключения соединен с выходами двух суммирующих блоков, первые входы которых соединены с выходом первого основного ключа, первый вход которого через разделительный конденсатор соединен с выходом преобразователя кода в напряжение. Вторые входы двух суммирующих блоков соединеньЛ соответственно с выходами второго и третьего аналоговых ключей, первые входы кЬторых соединены с вторым входом первого аналогового ключа и выходом генератора импульсов. Третий вход второго аналогового ключа через последовательно соединенные первую группу сёгнетопьезоэлектрических трансформаторов и первую группу разделительных конденсаторов соединен с выходами дешифратора, а третий {ВХОД третьего аналогового ключа через последовательно соединенные вто рую группу сегнетопьезоэлектрических трансформаторов и вторую группу раз делительных конденсаторов соединен с выходами дешифратора. Структурная электрическая схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит регистр 1 к старшим и младшим разрядам которого подключены первые входы дешифратора 2-й преобразователя 3 кода в напряжение, а их вторые входы соединены выходом генератора 4 импульсов, к которому подключены также управляювще входы первого, второго и треть го аналоговых ключей 5-7. Коммутиру щий вход первого ключа 5 через разделительный конденсатор 8 соединен с выходами сегнетопьезоэлектрически трансформаторов 9j.|,a соответств юадие входы аналоговых ключей 6,7 со динены сiвыходами первойи второй групп сегнётопьезо.электрических трансформаторов которые входами через разделительные конденсаторы 12j,,H 13, подсоединены к выходам дешифрат(3ра 2. Устройство содержит два суммирующих блока 14 и 15, вход которых связаны с ключами 5,6,7, а выходы подключены к блоку перемножения 16 с выходом 17.Сегнетопьезоэлектрические трансформаторы состоя из секции 18 возбуждения и генераторной секции 19, разделенных экранирующими Электродами 20, соединенными с шиной нулевого потенциала, а также содержат входной электрод 21 и выходной - 22. К клеммам 23 и 24 f подводится электрическое напряжение установки коэффициентов квадратичного полинома, информация о которых в трансформаторах lOj- 10 11У, задается в виде коэффици ентов передач по напряжению, значен и знак которых определяется уровнем инаправлением поляризации секций возбуждения 18 для изменения угла наклона линейной функции, реализуем преобразователем 3. К клемме 25 и общей точке устройства прикладывает ся напряжение. Роль ключей в преобразователе 3 выполняют элементы И 26 . Суммирующие блоки 14 и 1 представляют собой.операционные уси лители, в цепи обратной связи которых для сглаживания импульсного напряжения включены параллельно сое диненные резистор и конденсатор. Работа устройства описывается выражением: (X,V koIIZ где п - количество разрядов кода; Up - амплитудное значение импульсов возбуждения, поступающих на секции 18; Jm - число участков кусочноквадратичной аппроксшлации фуЕжции; Ifj{x)- переключательная функция старших разрядов преобразуемого кода, равная единице на j м участке и нулю на всех остальных участках; J- К Q - угол наклона линейной функции преобразователя кода в напряжение с учетом коэффициентов передачи суммирующего блока и блока перемножения;J х,- - двоичные цифры младших разрядов преобразуемого кода; и 2j коэффициенты передачи по напряжению сегнетопьезоэлектрических трансформаторов И - И, с учетом коэффициентов передачи суммирующих блоков 14, 15 и блока 16, сумма и произведение которых образуют коэффициенты квадратичного полинома в выражении (1), представленном в следующем виде: U bix-UoSfjCx,) 4г4 -K,.K,jK,,..K, Для воспроизведения произвольной нелинейной функции по методу кусочно-квадратичной аппроксимации область изменения цифрового аргумента разбивается на равные отрезки с помощью схемы, состоящей из старших разрядов регистра 1 и дешифратора 2. При этом на каждом отрезке моделируется выражение (1), В начальный момент, когда в регистре 1 записана нулевая информация, импульсы возбуждения не поступают на сегнетопьезоэлектрические трансформаторы 9 и на первых входах блоков 14, 15 входные сигналы отсутствуют. В это же время на одном из выходов дешифратора 2 присутствует сигнал в виде последовательности импульсов напряжения с амплитудой UQ и частотой, определяемой генератором 4, приложение которых к сегнетопьезоэлектрическим трансформаторам 10 приводит к возникновению на их выходах импульсов напряжения, поступающих через ключи 6,7 на вторые входы блоков 14, 15. На выходе устройства действует напряжение: , a-iгде К и Kj - коэффициенты передачи по напряжению. При появлении двоичной информации в регистре 1 импульсы возбуждения поступают также на сегнетопьезоэлектрические трансформаторы 9 f преобразователя 3, что приводит к возникновению на его выходе импульсов напряжения, которые через ключ 5 поступают на первые входы суммирующих блоков 14, 15,а выходное напряжение квадраГнчного преобразователя при этом будет определяться выражением .- (1) . Устройство не имеет двухиозиционных переключателей, а их функции в преобразователе 3 исполняют элементы И 26( Формула изобретения Квадратичный преобразователь кода в напряжение, содержащий два суммирующих блока, регистр, выходы старших разрядов которого соединены с информационными входами дешифрат9Ра, а выходы младших разрядов соединены с информационными входами преобразователя кода в напряжение,первые входы дешифратора и преобразователя кода в напряжение соединены с выходом генератора импульсов,о тличающий с я тем,что,с целью упрощения устрой ства, в него введены блок перемножени три аналоговых ключа, разделительный конденсатор, две группы сегнетопьезо электрических трансформаторов и две группы разделительных конденсаторов, причем блок перемножения соединен с выходами двух суммирующих блоков, первые входы которых соединены с выходом первого аналогового ключа. первый вход которого через разделительный конденсатор соединен с выходом преобразователя кода в напряжение, вторые входы двух суммирующих блоков соединенысоответственно с выходами второго и третьего аналоговых ключей, первые входы которых соединены с вторым входом первого аналогового ключа и выходом генератора импульсов, третий вход второго аналогового ключа через последовательно соединенные первую группу сеи.нетопьезоэлектрических трансформаторов и первую группу разделительных конденсаторов соединен с выходами дешифратора,а третий вход третьего аналогового ключа через последовательно соединенные вторую группу сегнетопьезоэлектрических трансформаторов и вторую группу сегнетопьезоэлектрических трансформаторов и вторую группу разделительных конденсаторов соединен с выходами дешифратора . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР. № 421117, кл. Н 03 К 13/03, 10.05.72. 2.Авторское свидетельство СССР 367543, кл. Н 03 К 13/02, 14.07.72.