Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

|Гзобретение относится к вычислительной технике. В системах автоматического управ ления, вычислительной технике, теле механических системах, а также в из мерительных информационных системах находят широкое применение функциональные преобразователи (ФП). Известен функциональный преобраз ватель 1 , реализованный на полупроводниковых диодах и стабилитронах и облсщающий широкой полосой пропускания. Недостатком такого преобразователя является существенное влияние, на точность работы начальных нелинейных участков характеристик диодов, а также большая зависилюсть их характеристик от температуры. Наиболее близким техническим решением является устройство для воспроизведения функций 2 , содержащее аналого-цифровой преобразовател цифроаналоговые преобразойатели, сумматоры, инвертор, блок управления счетчик и блок анализа приращений. На точность работы последнего сущест венное влияние оказывает точность преобразователя аналог-код. Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя . Для достижения поставленной цели функциональный преобразователь, содержащий входные масштабные резисторы и аналого-цифровой преобразователь выход которого соединен непосредственно со входом линейного цифроаналогового преобразователя и через нелинейный цифроаналоговый преобразователь - с выходом функционгшьного преобразователя, выход линейного цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом интегратора, содержит дополнительный сумматор и задающий потенциометр, включенный мезкду шиной опорного напряжения и шиной нулевого потенциала, средний вывод задающего потенциометра соединен непосредственно с третьим входом сумматора и через первый входной масштабный резистор с первым входом дополнительного сукв/атора, второй вход которого через второй входной масштабный резистор соединен со входом функционального преобразователя, вход интегратора через третий

1входной масштабный резистор соединен с выходом дополнительного сумматора и входом аналого-цифрового преобразователя, выход интегратора через четвертый входной масштабный резистор соединен с третьим; входом дополнительного сумматора, к четвертому входу которого через пятый входной масштабный резистор подключен выход сумматора.

На фиг. 1 приведен первый вариант а на фиг. 2 - второй вариант схемы функционального преобразователя.

функциональный преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь 1, линейный цифроаналоговый преобразователь 2, нелинейный цифроаналоговый преобразователь 3, интегратор 4, сумматор 5, дополнительный сумматор б, задающий потенциометр 7, входные масштабные резисторы 8-12, масштабный резистор обратной связи 13. В состав аналогоцифрового преобразователя 1 входят нуль-орган 14, генератор импульсов 15, ключи 16, 17 и реверсивный счетчик 18. Шина опорного напряжения обозначена цифрой 19.

Отличием второго варианта схемы преобразователя (фиг. 2) от первого {фиг. 1) является соединение выхода сумматора 5 через входной масштабный резистор 12 со входом интегратора 4 вместо входа дополнительного сумматора 6.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Динамическая стабилизация рабочей точки функционального преобразователя обеспечивается выходным сигнало интегратора 4 на основе сигнала ошибки, снимаемого с выхода дополнительного сумматора 6.

Корректирующий сигнал ошибки сумматора 5, получаемый путем сравнения аналогового выходного и преобразованного в аналоговую форму дискретного сигналов, вводится в дополнительный сумматор, исключая тем самым погрешности (сбои) аналого-цифрового преобразователя 1.

Аналоговый выходной сигнал, пропорциональный входному, формируется на основе вьрюдного сигнала интегратора 4 и сигнала,снимаемого с задающего потенциометра 7.

Положение рабочей тoчkи преобразователя устанавливается посредством выбора напряжения потенциометром 7. Набор требуемой функции осуществляется посредством нелинейного цифроаналогового преобразователя 3, выходное {Гапряжение которого соответствует значению воспроизводимой функции .

При отсут ствии входного сигнала в установившемся режиме выходной сигнал интегратора 4 периодически изменяется относительно выбранного значения рабочей точки. Сигнал ошибки с выхода дополнительного сумматора 6 также изменяется относительно нулевого уровня. Следовательно, длительности положительных и отрицательных управляющих импульсов, формируемых нуль-органом 14, равны. Поэтому, время открытого состояния ключей 16 и 17, одинаково, и с выхода реверсивного счетчика 18 снимается кодовая последовательность, соответствующая нулевому уровню, а следовательно , сигнал с выхода линейного цифроаналогового преобразователя 2 также равен нулю. Так как алгебраическая сумма сигналов, снимаемых с задающего потенциометра 7 и выхода интегратора 4 равна нулю, то выходной сигнал сумматора 5 также равен нулю. При наличии сбоя в аналогоцифровом преобразователе 1 с выхода сумматора 5 снимается корректирующий сигнал, пропорциональный сигналу сбоя аналого-цифрового преобразователя, что приводит к наличию сигнала ошибки на выходе сумматора б Преобразователь отрабатывает сигнал ошибки таким образом, чтобы в установившемся режиме средние значения выходных сигналов сумматора 5 и дополнительного сумматора б были равны нулю. Аналогично ошибка исключается и при наличии входного сигнала.

На вход нелинейного цифроаналогового преобразователя 3 поступает кодовая комбинация, соответствующая входному сигналу. При достижении аргументом значений абсцисс участков аппроксимации воспроизводимой функции, посредством нелинейного цифроаналогового преобразователя 3 формируется напряжение, соответствующее значениям ее ординат.

Полезность изобретения заключается в повышении точности за счет исключения погрешности аналого-цифрового преобразования и уменьшения зоны нечувствительности.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий входные масштабные резисторы и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен непосредственно со входом линейного цифроаналогового преобразователя и через нелинейный цифроаналоговый преобразователь - с выходом функционального преобразователя, выход линейного цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом интегратора, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит дополнительный сумматор и