Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен функциональный преобразователь, содержащий два операционных усилителя, п диодных элементов резисторы, потенциометры, переключатели 1 .

Его недостатком является слржность конструкции и низкая точность, обусловленная кусочнолинейной аппроксимацией воспроизводимой функции.

Наиболее близким техническим решением является функциональный преобразователь, содержащий наборное поле, сумматор, выход которого является выходом преобразователя, а входы соединены с выходами наборного поля, источник опорного напряжения, п инверторов, входы и выходы которых соединены с соответствующими .входами наборного поля, блок логарифмирования, вход которого является входом преобразователя, п экспоненциальных блоков, выходы которых соединены со входами инверторов, а входы через блоки масштабирования соединены с выходом блока логарифмирования 2 .

Недостатком такого преобразователя является низкая точность, обусловленная применением блока логарифмирования и экспоненциальных блоков.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Это достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий наборное поле, сумматор, выход

10 которого является выходом преобразо вателя, а входы соединены с выходами наборного поля, п инверторов, входы и выходы которых соединены с сортветствующими входами наборного

15 поля, источникопорного напряжения, выход которого соединен со входом инвертора, п усилитвлей,дополнительно содержит первую и вторую группы из п управляемых пара20метрических резисторов каждая, первый и второй преобразователи напряжения в управляющий параметр, выходы КОТО1Ж1Х соединены с параметрическими входами управляемых параметри25ческих резисторов соответствукадей группы, первые выводы первого и второго управляемых параметрических резисторов первой группы являются ЗВ первым и вторым входами преобразователя, першлй вывод первого параметрического элемента вротой группы является третьим входом преобразовдтеля, вторые выводы управляемых параметрических резисторов, кроме первого, обоих групп через усилители соединены с первыми выводами того же управляемого параметрического резистора второй группы и первым выводом последующего управляемого параметрического резистора первой группы выходы усилителей, кроме первого, соединены со входом соответствующего по номеру инвертора,, вторые выводы первых управляемых параметрических резисторов обеих трупп через первый усилитель соединены с входом первого преобразователя напряжения в управляющий параметр, вход второ го преобразователя напряжения в управляющий параметр соединен с первым выводом первого управляемого параметрического резистора первой группы.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит п управляемых параметрических резисторов 1, , .. . , Irt- первой группы, п управляемых параметрических резис2п второй группы.

торов

-1 f

первый 3, и второй 32 преобразователи напряжения в управляющий параметр, сумматор 4, наборное поле 5, п инверторов 6, ..., б,, источник 7 опорного напряжения, п усилителей 8, ..I, 8р.

Преобразователь работает следующим образом.

Входными сигналами преобразователя являются и и и, которые подаются на первые выводы параметрических резисторов 2 и 1-, . На первый вывод параметрического резистора 1 подается масзитабный сигнал UQ На первые выводы параметрических резисторов 1-, и 2 действуют параметры f и f соответственно. Выходной сигнал параметрического резистора, равный ,j/ сравнивается с выходным сигналом параметрического резистора 2т, которлй равен Разность этих сигналов усиливается и в результате действия обратной связи на выходе первого преобразователя 3 напряжения в управляющий парамет устанавливается такой парс1метр fj, при котором выполняется условие

(,иг-«Д)Кг-,а, CD

где К-, - коэффициент усиления усилителя 8-,;

А - коэффициент преобразовани преобразователя 3 напряжения в управляемлй параметр.

Выходной сигнал параметрического резистора Ir, равный , сравнивается с йыходным сигналом пар&метрического резистора 2, равным f i Z., . Разность их усиливается усилителем Sgi и подается на первый вывод параметрического резистора 2. В результате действия обратной связи, на первом выходе параметрического резистора 2а устанавливается такой сигнал Z-I, при котором выполняется равенство

(,-f,Z,)K,Z,, (2)

где К 2 - коэффициент усиления усилителя 8 .

Учитывая то, что входным сигналом параметрического резистора lij, является сигнал обратной связи, выраба5 тываёмнй предыдущей компенсационной схемой, уравнение, описывешзщее работу компенсационной схемы, состоящей из параметрических резисторов 1о и 2п и усилителя Вт, следующее.

(Vr.W. съ)

где Ко - коэффициент усиления усилителя Sj.

Последующие .компенсационные схемы работают аналогичным образом. Работа п-ой компенсационной схемы списывается уравнением

,-.n)4-Z, (4)

где Кц - коэффициент усиления 8г,-го

усилителя.

Уравнения (1)-(4) образуют систему п-уравнений, которая может быть

решена относительно Z-, , Z,, . , . , Zn методом последовательных исключений неизвестных.

Полагая Kj 7 1 и обозначая отношение U,/U2-X, нетрудно показать,

что решением {1). - (4) будет Z,o. Ug,

,...,,,..).Сигналы Z подаются непосредственно или через инверторы на наборное поле, связанное с входом сумматора. Таким образом, на выходе сумматора действует сигнал

Z-UoJ ±A,x, (Ь)

где А - коэффициент сумматора.

Число членов разложения определяется требуемой точностью аппроксимации воспроизводимой функции.

Поскольку выраже|1ие (6) не содержит нелинейных функций f-, , f в преобразователе установлен погрешности, обусловленные нелинейными свойствами преобразователей 3, и Sj напряжения в управляющий параметр. Таким образом, предложенный преобразователь благодаря введению обратных связей по пассивным и параметрическим входам позволяет обеспечить более насокую точность, чем известный, реализованный без обратных связей.

Формула изобретения

Функциоиальный преобразователь, содержащий наборное поле, сумматор, выход которого является клходом преобразователя, а входы соединены с выходами наборного поля, п инверторов, входы и выходы которых соединены с соответствующими входс1ми наборного поля, источник опорного напряжения, выход которого соединен со входом первого инвертора, п силителей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит первую и вторую группы из п управляе ых параметрических резисторов каждая, первый .и второй преобразователи напряжения в управлющий параметр, выходы которых соединены с параметрическими входами управляемых параметрических резисторов соответствующей группы, первые .выводы первого и второго управляемых параметрических резисторов первой группы являются первым и вторым входами преобразователя.„первы вывод первого управляеьюго параметрического резистора второй группы является третьим входом преобразователя, вторые выводы управляемых параметрических резисторов, кроме первого, обеих групп через усилители соединены с первыми выводами того же управляемого параметрического t иезистора ВТОЕЮЙ группы и первым выводом последующего управляемого параметрического .резистора первой группы, выходы усилителей, кроме первого, соединены со входом соответствующего по номеру инвертора, вторые выводы первых упраляемых параметрических резисторовобеих групп через первый усилитель соединены с входом первого преобразователя напряжения в управляющий параметр,

5 вход второго преобразователя напряжения в управляющий параметр соединен с первым выводом первого управляемого параметрического резистора первой группы,

0Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1, Смолов В.Б.Аналоговые вычислительные машины, м., Высшая школа, с. 274, РИС.У1-55, 1972.

52. Авторское свидетельство СССР

№ 536495, кл. G 06 G 7/26, 1976 (прототип).