Экспоненциальный функциональный преобразователь Советский патент 1979 года по МПК G06G7/24 

; . - 1 Изобретшие относится ic области Вычисщтельной техники н предназначено для тфеобразрвания входного аналогового сигнала в напряжение, изменяющееся по 1кспонешральному закону. Известен экспоненциальный функциональный прео азователь, содержащий операционный усилитель с токоизмерительным резистором в цепи обратной связи, подключенный к одному входу упр ляемого генератора тока, ко второму входу которого ПОШСЛ(бЧеН 1ЮТОЧНИК ОПО(ЖО го напряжения, а генератора соеданен с одноименными электродами двух логарифмирующих диодов, электрод одного из них соединен со входом операционного усилителя (1 Однако этот преобразоватеш; не обеспечивает высокой тОчносга в широком диапазоне входного сигнала. Наиболее близким по технической суцщости к предложенной изобретению является преобразователь, который содержит последовательно включенные компаратор н триггер, неинвертирующий выход которого соединен с управляющим входом перцого ключа, и интегратор, выход которого соединен с первьпл входом с)гммнрующего усилителя н первым информационным входом первого ключа, выход которого через сглаживающий фильтр соединен с выходом преобразователя 2. Однако этот преобразователь также не обеспечивает достаточной точности в широком диапазоне изменения входного сигнала. Цель изобретения - повышение точности работы преобразователя. Указанная цель достигается тем, чти преобразователь содержит дополнительный иитегратор, вход И выход ко брбго1подсоедииень1 соответственно к выходу и первому компаратора, первый и второй элементы И-НЕ, подключенные первьти входами к неинвертирующему выходу триггера, и второй, третей и четвертый ключи, второй информационный вход первого ключа соединен с инвертирующим выходом триггера, информационный вход второго ключа является входом преобразователя, а его управляющий вход и выход подсоединены соответственно к выходу и второму входу компаратора, информационный вход третьего ключа подключен к выходу суммируюшего у ждителя, второй вход которого соединен с выхрдом компаратора и со вторым входом первого элемента И-НЕ, подключенного выходом ко вто- рому входу второго элемента И-НЕ и к управляющему входу третьего ключа, выход которого соединен со входом основного интегратора и с выходом четвертого ключа, управляющий и информационный входы которого подключены соответственно к выходу второго элемента И-НЕ и выходу основного интегратора. Блок-схема экспоненциального функционального-преобразователя приведена на чертеже. Преобразователь содержит ключ 1, компаратор 2, интегратор 3, триггер 4, элемент И-НЕ 5, суммирующий усилитель 6, интегратор 7, ключ 8, сгла живающий фильтр 9, элемент И-НЕ О, ключ Пи ключ 12. Преобразователь работает следующем образом. При nocryrniemat аналогового напряжения X на вход ключа 1 компаратор 2 устанавливается в единичное cocTOHHjie, соответствующее состоянию, при котором на выходе компаратора 2 фиксируется напряжение Mt. Интегратор 3 вырабатывает напряжение Mt KOTopoe сравш вается с величиной входного сигнала X на компараторе 2. В момент равенства этих напря жений компаратор 2 перебрасывается всостояни О, ключ 1 запирается и интегратор 3 нашнает компенсировать напряжение Mt. Когда на интеграторе 3 выходное напряжение становится больще нуля, компаратор 2 перебрасывается в единичное состояние, отпирается; ключ 1 и процесс циклически повторяется. При этом на выходе компаратора 2 формируются прямоугол ные импульсы с равной скважностью, длительнрсть t которых пропорциональна величине вхо ного сигнала X (t Х/М КХ, где К 1/М постоянный коэффициент), которые поступают на счетный вход триггера 4. Триггер 4 перебрасьюается отрицательным фронтом каждого импульса и в момент, когда на егонеинвертирующем выходе уЛанавливается единичное состояние, отпирается ключ 12, управляемый элеNKHTOM И-НЕ 10, и происходит разряд интегратора 7. В момент запирания ключа 12 отпирается ключ И, управляемый от элемента И-НЕ При этом состояшш ключей И и 12 суммирующий усилитель 6 с интегратором 7 включены по схеме апериода 1еского звена первого порядка, на выходе интегратора 7 которого форлтруется экспонента вида е - 1, при поступ лении на вход усилителя 6 амплитуды М полки переключения компаратора 2. В этом случае длительность нарастания экспоненты О равна длительности t КХ импульсов переключения. Таким образом на выходе апериодического зве на в течение времени t /1пительности импульсов переключения формируется экспонента е -- 1. Последующий отридательный фронт импульсов переключения компаратора 2 вновь перебрасьшает триггер 4 в такое состояние, при котором на его неинвертирующем выходе устанавливается нулевой потенциал. В этом случае запирается ключ 11 и отпирается ключ 8, на аналоговые входы которого поступают напряжение с выхода апериодического звена е - 1 и единичное положительное напряжение с инвертирующего выхода триггера 4. Просуммированный сигнал е поступает на вход фильтра 9. При последующем переключении триггера 4 запирается ключ 8 и на фильтре 9 фиксируется значение преобразованного напряжения. Одновременно с этим отпирается ключ 12, осуществляющий сброс интегратора 7 в исходное состояние и подготавливающий преобразователь к новому щагу преобразования. Формула изобретения Экспоненциальный функциональный преобразователь, содержащий последовательно включенные компаратор и триггер, неинвертирующий выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, и интегратор, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя и первым информащюнным входом первого ключа, выход которого через сглаживающий фильтр соединен с выходом преобразователя, о т л и ча ю щ и и с я тем, что, с целью повыщения точности работы преобразователя, он содержит дополнительный интегратор, вход и выход которого подсоединены соответственно к выходу и первому входу компаратора, первый и второй элементы И-НЕ, подключенные первыми вх;одами к неинвертирующему выходу триггера, и второй, третий и четвертый ключи, второй информационный вход первого -ключа соединен с инвертирующим выходом триггера, информационный вход второго ключа является входом преобразователя, а его управляющий вход и выход подсоединены соответственно к выходу и второму входу компаратора, информационный вход третьего ключа подключен к выходу суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с вьаодом компаратора и со вторым входом первого элемента И-НЕ, подключенного выходом ко второму входу второго элемента И-НЕ и к управляющему входу третьего ключа, выход которого соединен со входом основного интегратора и с выходом четвертого ключа, управляющий и информационный входы которого подключены соответственно к выходу второго элемента И-ЫЕ и выходу основного интегратора.

56905066

Источники информации,2. Справочник по аналоговой вычислительпринятые во внимание при экспертизеной технике, под ред. Г. Е. Пухова, Киев, 1975,

1. Авторское свидетельство СССР N 542203,с. 186-187, рис. 3.40 и с. 56, рис. 1.25 (протокп. G 06 G 7/24,1977...тип).;