Функциональный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Известен функциональный преобразователь, содержащий последовательно включенные блоки перемножения и сумматоры. На выходах блоков перемно жения получают степени от входной пер менной, которые с соответствующими весами суммируются. На выходе сумматора получается нелинейная функция от входной переменной в виде степенного ряда.1. Его недостатки заключаются в слож нрсти, обусловленной применением бло ков перемножения, и неудовлетворении требования дифференцирувкюсти аппоро скмирующей функции. Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий суьматор, выход которого является выходом преобразователя, п интеграторов, п инвертор9В, вход каждого из которых соединен с в ходом соответствующего интегратора, блок набора функции, входы которого соединены с выходами интегратороа и инверторов, а выходы - со входами сумматора, вход первого интегратора соединен с выходом источника опорного напряжения, а вход каждого интег ратора, кроме того, соедиенн с выходом предыдущего по номеру интегратора Г23 и Г31 . Недостаток этого преобразователя состоит в сложности ч малой точности преобразования. Цель изобретения - упрощение преобразователя и повьидение точности преобразования функций независимого аргумента. Цель достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий п последовательно соединенных интеграторов, выход кгикдого из которых подключен ко входу соответствующего инвертора, блок набора функций, выходу которого подключены к входам первого интегратора, выход п-го интегратора является выходом преобразователя, дополнительный интегратор, вход которого через первый переключатель соединен с разнополярными шинами постоянного напряжения, а выход подключен к первому входу блока сравненц выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого переключателя и входами управления режимом работы интеграторов, содержит дополнительные переключатели, переключаекые контакты первого из KOTOptiX соединены с разнополярными шинами источника функций зависимой переменной, переключающий контакт первого дополнительного переключателя подключен к первому входу блока набора функций, переключаемые Контакты остальных дополнительных переключателей соединены соответственно с выходами соответствующих инвертора и интегратора, переключаю щие контакты дополнительных переклю телей подключены к соответствующим входам блока набора функций, управляющие входы дополнительных переклю чателей соединены с соответствующим выходом блока сравнения, а второй вход блока сравнения соединен с шиной независимого аргумента. На чертеже приведена блок-схема функционального преобразователя. Преобразователь содержит п после довательно соединенных интеграторов 1, п инверторов 2, блок 3 набора функции, переключатели 4, блок 5 сравнения, управляющие входы 6 пере ключателей, дополнительный интегратор 7 и входы 8 управления режимом работы интегратора. Преобразователь работает следующ образом. При подаче напряжения пропорционального f (z) на вход первого интег тора через переключатель 4 и устано ления начальных условий на интеграт рах, на выходах интеграторов имеют место напряжения, пропорциональные значению зависимой переменной У и е производным по времени t. Если обес печить равенство значений напряжений на выходах интеграторов, кроме последнего, значениям производных зависимой переменной ч по независимой переменной х, то на выходе последнего интегратора получим функцию которая является решением неоднородного дифференциального уравнения по отношенгао независимой переменной х Блок управления пр ;обраэователем состоит из интегратора 7, на вход которого подается опорное напряжени , и блока 5 сравнения , на первом выходе которого формируется сиг нал управления переключателями и по дается на управляющие входы 6 перек чателей, на втором выходе - сигнал, уйравляющий режимом работы интеграт ров 1. При положительном знаке разности входного напряжения х и напря жения t на выходе интегратора 7, с выходов интеграторов 1, 1,..., 1у1 через переключатели 4z, 4|i4| на вход первого интегратора подается напряжение,равное следующему выражению - ...-Й-v f(z) a при отрицательном знаке разности происходит переключение переключателей 42, 4 j, 4 ц.2 и на вход первого интегратора подается напряжение равное следующему выражениюj,, Л..,1 --jT- - f(b Таким образом, происходит интегрирование в обратном направлении. Если разность входного напряжения х и напряжения t на выходе интегратора 7 не равна нулю, то на втором выходе блока 5 сравнения формируется сигнал Пуск интеграторов 1, 1-,..., 1ц и 7. В случае равенства нулю этой разности на втором выходе блока 5 сравнения формируется сигнал Останов интеграторов 1, Ij,,,., 1ц и 7. Таким образом, интегратор 7 работает в режиме слежения за входным сигналом X. На выходе интегратора ly, получаем заданную функцию. Блок 3 набора функции позволяет аппроксмировать заданную функцию, дифференциальным уравнением п-го порядка, устанавливая значения коэффициентов и начальных условий этого дифференциального уравнения. В отличии от известного, предлагаемый функциональный преобразователь позволяет воспроизвести функцию произвольного аргумента и удовлетворяет требование дифференцируемости аппроксимирукяцей функции, что значительно расширяет его функциональные возможности. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий п последовательно соединенных интеграторов, выход каждого из которых подключен ко входу соответствующего интегратора, блок набора функций, выходы которого подключены к входам первого интегратора, выход п-го интегратора является выходом преобразователя, дополнительный интегратор, вход которого через первый переключатель соединен с разнополярными шинами постоянного напряжения, а выход подключен к первому входу блока сравнения, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого переключателя и входами управления режимом работы интеграторов , отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения точности преобразования функций независимого авгумента, он содержит дополнительные переключатели, переключаемые контакты первого из которых соединены с разнополярными шинами источника функций зависимой переменной, переключающий контакт первого дополнительного переключателя подключен к

первому входу блока набора функций переключаемые контакты остальных дополнительных переключателей соединены соответственно с выходами соответствующих инвертора и интегратора, переключающие контакты дополнительных переключателей подключены к соответствующим входам блока набора функций, управляющие входы дополнительных переключателей соединены с соответствующим Е1.идом блока сравнения, а второй вход блока сравнения соединен с шиной независимого аргумента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Скотт Н.Р. Техника аналоговых 0 и цифровых вычислительных мгипин. М. Иностранная литература, 1963, с. 83 (прототип).