Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

(54) 1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к области вычислительной и информационно-изме рительной техники и молсет быть использовано в аналоговых и гибридных измерительно-вычислительных комплексах .Известен функциональный преобразователь, содержащий генераторы ступенчатого напряжения, генераторы импульсов, две группы многозначных запоминающих элементов, многозначный потенциальный элемент, блок выделения временных интервалов и матрицу совпадений 1.

К недостаткам такого преобразователя относятся узкий частотный диапазон преобразуемых сигналов и низкая точность воспроизведения функций .

Наиболее близким к изобретению техническим решением является функциональный преобразователь, содержащий коммутатор; выходы которого соединены со входами соответствующих элементов памяти, генератор ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым и вторым управляющими входами; мнргозначных запоминающих элементов и первым входом многозначнего потенциального элемента, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов и третьими управляющими входами многозначных запоминающих элементов, первый выход . многозначного потенциального элемента связан с первым выходом ггреобразователя, а его второй выход является вторым выходом преобразователя 2.

10

Недостатками такого преобразователя являются сложность структуры и узкий частотный диапазон.

Цель данного изобретения -fynpojc щение преобразователя и расширение частотного диапазона сигналов, Указанная цель достигается тем, что функциональный преобразователь содержит счетчики, умножитель частоты, формирователь, дополнительный

20 коммутатор, блок управления, функциональньй генератор и масштабный 6jioK, вход которого является входом преобразователя, а его выход непосредственно соединен со входом ком25мутатора и через формирователь со входами умножителя частоты и блрка управления. Выход умножителя частоты соединен с входом первого счетчика,

20 выходы которого связаны с управляняциМИ входами коммутатора, выходы блока управления - со входами второго счетчика, генератора импульсов и управляющими входами элементов памяти, второй выход генератора импульсов со входами генератора ступенчатого напряжения и функционального генератора, выход котодого соединен.с управляющим входом многозначного потенциального элемента. Выходы второго счетчика связаны с управляющими входами дополнительного коммутатора, выход которого является первым выходом преобразователя, выходы элементов памяти - со входами соответствующих многозначных запоминающих элементов, выходы которых подключены к входам дополнительного коммутатора. На чертеже представлена схема предлагаемого функционального преоб15азователя.

Функциональный преобразователь содержит масштабный блок 1, формиро- вател 2, умножитель 3 частоты, первый счетчик 4, выполняющий функции распределителя, коммутатор, аналогового типа, выполненный на масштабных преобразователях фазы в напряжение, элементы памяти, фу-нкциональный генератор 7, многозначные запоминающие элементы 8 -8,, выполненные на масштабном преобразователе 9 фазы в напряжение и масштабном преобразователе 10 напряжения в фазу, генератор 11 ступенчатого напряжения, генератор 12 импульсов, многозначный потенциальный элемент 13, выполненный на масштабном преобразователе 14 на-. пряжения в фазу и масштабном преобразователе 15 фазй в напрязкение, дополнительный коммутатор аналогового типа, выполненный на масштабных преобразователях 16д-16г, фазы в напряжение, второй счетчик 17, блок 18 у-прнв1 ёйия.-- ---- -функциональный преобразователь работает следующим образом. На вход масштабного блока 1 подается некоторый периодический сигнал (например, синусоидальный), который предварительно им обрабатывается (масштабируется, приводится к нормированному диапазону измерения). С выхода масштабного блока 1 сигнал поступает на коммутатор, выполпленный на преобразователях , и формирователь 2. Последний синхронизирует работу всего устройства через блок 18 управления и выделяет период Т входного сигнала.Умножитель 3 час д осуще Ствляет умно5к;ёниё частоты

входного сигнала, т.е, деление выделенного периода Т на некоторое число п, определенное расчетным путем из условия допустимой методической погрешности преобразования. ПоЯучённая частота с выхода умножителя 3 частоты поступает на первый счетчик 4 с п выходами, который управляет

первым коммутатором. Коммутатор, с целью обеспечения структурной однородности устройства, построен на базе масштабных преобразователей 5 5 фазы в напряжение. Масштабные преобразов атёли 5 -5г, в моменты времени t;, определяемые первым счетчиком 4, коммутируют соответствующие мгновенные значения U входного сигнала на входы соответствующих элементов

памяти. Элементы запоминают входной сигйал в п точках периода Т, причем время хранения At полученной информации каждым элементом 6i определяется временем такта выборки И запоминания ( соответствую-

щим многозначным запоминающим элементом 8,, utstg,. такта выборки и запоминания t в силу принципа ра-боты многозначных запоминающих элементов ,, в свою очередь, определяется периодом Т развертывающего напряжения генератора 11 ступенчатого напряжения, т.е. (tj, )„ - Т,

Т в общем случае Т - .

Наличие оперативной памяти (,) позволяет снизить требования по быстродействию к долговременной памяти на многозначных запоминающих элементах 8 -8р|. В процессе обработки

входного сигнала элементы б -бг, периодически о бнуляются с выхода блока 18 упра вления.

С выходов элементов запомненные уровни сигналов поступают на соответствующие входы второго коммутатора, который г в силу упомянутого принципа структурной однородности, также построен на базе масштабных преобразователей 16,-1бп фазы в напряжение. Этот коммутатор управляется через второй счётчик 17 с выхода блока 18 управления, причем частота коммутации коммутатора определяется некоторой наперед заданной частотой выходного сигнала.

При последующей функциональной обработке сигнала например, возведения в квадрат, сигнал с Вых. подключается к многозначному потенциальному элементу 13, содержащему масштабный

преобразователь 14 напряжения в фазу

и масштабный преобразователь 15 фазы в напря :ение. ,

Масштабный преобразователь 14 преобразует входной сигнал в фазо-импульсвую последовательность, с помощью которой в преобразователе 15 осуществляется привязка к соответствующему уровню некоторой заданной функциональной зависимости (например, квадратич ной) развертывающего напряжения ни

выходе функционального генератора 7. Частота функционального генератора 7 (ф) равна частоте генератора 11 ступенчатого напряжения (fт) В реэульfaTe, на выходе преобразователя

(Вых.,) получаем сигнал с заданными

наперед частотой и функциональной зависимостью от входного сигнала,

Точность запоминания и преобразования входного сигнала определяется числом состояний m многозначнь1Х запоминающих элементов (8 -8„ ) .

Значение m соответствует отношению частот генератора 12 импульсов (f) и генератора 11 ступенчатого напряжения (fm) .

п, f/f.

Как отмечалось, наряду с синхронизацией блока 18 управления входным сигналом возможен также его автономный режим, при котором выходная частота (Вых.) фиксирована. В обоих режимах (деление частоты входного сигнала и приведение к фиксированной частоте) спектр входного сигнала расширяется без снижения точности преобразования. Упрощение реализации по сравнению с прототипом определяется тем, что вместо трех групп многозначных запоминающих элементов используется фактически одна, так как оперативная память () использует простые элементы памяти (например, емкостные) без регенерации информации.

Технический эффект от внедрения данного предложения ,заключается в создании универсального преобразовате ля с перестраиваемыми функцией и частотой преобразования, повышенной точностью преобразования при уменьшений аппаратурных затрат.

Формула.изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий коммутатор, выходы которого соединены со входами соответствующих элементов памяти, генератор ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым и вторым управляющими входами многозначных запоминающих элементов и первым входом многозначного потенциального элемента, второй вход которого соединен с

первым выходом генератора импульсов и третьими управляющими входами многозначных запоминающих элементов, первый выход многозначного потенциального элемента соединен с первым выходом преобразователя, а его второй выход является вторым выходом преобразоват-еля, отличающийся, тем, что с целью упрощения и расширения частотнЬго диапазона, он соQ держит счетчики, умножитель частоты, формирователь, дополнительный комму-. , татор, блок управления, функциональный генератор и масштабный блок, вход которого является входом преобразо, вателя, а его выход непосредственно

соединен со входом кокплутатора и через формирователь со входами 5множителя частоты и блока управления, выход умножителя частоты соединенсо входом первого счетчика, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, выходы блока управления соединены со входами второгЪ .счетчика, генератора импульсов и управляющими входами элементов памяти,

5 второй выход генератора импульсов соединен со входами генератора ступенчатого напряжения и функционального генератора, выход которого соединен с управляющим входом многозначного потенциального элемента, выходы , второго счетчика соединены с управляющими входами дополнительного коммутатора, выход которого является первым выходом преобразователя, выходы элементов памяти соединены со входами соответствующих многозначных запоминающих элементов, выходы которых соединены .со входами дополнительного коммутатора.

0

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 473195, кл. G Об G 7/26, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

5 552622, кл. G 06 G 7/26,;1975 (прототип) . ,