Функциональный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналогецифровой вычислительной технике. Известен функциональный преобразователь, содержащий блок переключателей, переключательную матрицу, два запоминающих устройства, блЪк умножения и сумматор I Недостатком данного устройства является низкая точность, обусловлен ная кусочно-линейной аппроксимацией воспроизводимых функций. Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий операционный уси литель, входной масштабный резистор один вывод которого соединен со вхо дом операционного усилителя, а друго вывод является входом преобразовате ля, первый сукматор, первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а второй вход с шиной опорного напряжения, второй сумматор, выход которого является выходом преобразователя, первый и второй цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены со вхо дом операционного усилителя, третий и четвертый цифроаналоговые блоки умножения, KOTOIMJX соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, блок сравнения, первый вход которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков умножения и с выходом первого сумматора, а второй вход - саналоговыми входами первого и третьего цифроаналоговых блоков управления и выходом операционного усилителя, реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены с выходами блока сравнения, блок цифрового функционального преобразования, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы с цифровыми вхо;}ами соответствующих цифроаналоговых блоков умножения 2 . Недостатком данного преобразователя является также низкая точность, обусловленная кусочно-линейной аппроксимацией воспроизводимой функции. Цель изобретения- повышение точности преобразователя. Цель достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, входной масштабный резистор, один вывод которого соединен со входом операционного усилителя, а другой вывод является входе преобразователя, первый сумматор.

первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а второй вход - с шиной опорного напряжения, второй сумматор, выход которого является выходом преобразователя, первый и второй цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены со входом операционного усилителя, третий и четвертый цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, блок сравнения, первый вход которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков умножения и с выходами первого сумматора, а второй вход - с аналоговыми входами первого и третьего цифроаналоговых блоков умножения и выходом операционного усилителя, реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены с выходами блока сравнения, блок цифрового функционального преобразования, входы которого, соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы с цифровыми входами соответствукяцих цифроаналоговых блоков умножения, дополнительно содержит ангшоговый блок умножения, пятый цифроаналоговый блок управления и блок памяти, адресные входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы - с цифровыми входами пятого цифроаналогового блока умножения, первый и второй входы блока сравнения соединены с соответствующими входами аналогового блока, умножения, выход которого подключен к аналоговому входу пятого цифроаналогового .блока умножения, соединенного выходом с третьим входом второго сумматора.

На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя ,v на фиг. 2 -диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит операционный усилитель 1, первый, второй, третий, четвертый и пятый цифроаналоговые блоки 2-6 умножения, блок 7 сравнения, аналоговый блок 8 умножения, входной масштабный резистор 9, блок 10 памяти, реверсивный счетчик 11, блок 12 цифрового функционального преобразования, первый и второй сумматоры 13 и 14 .

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче на вход преобразователя сигнала U происходит автоматический поиск диапазона аппроксимации. Блок 7 сравнения в зависимости от выходных сигналов опергщионного усилителя 1 и сумматора 13 (О, и U на фиг. 2) подает на входы реверсивного счетчика 11 соответствующие сигналы, вызывающие изменение его состояния. При изменении выходного кода счетчика 11, подаваемого на блок 12 цифрового функ ЩГонального преобразования, на выхо-дах последнего возникеиот коды NXI, подаваемые соответственно на цифроаналоговые блоки 2 и 3 умножения. Коды N)4 соответствуют абс, циссам узлов аппроксимации и х .j (фиг. 2) .При зтом изменяются сигналы и и выходах операционного усилителя 1 и сумматора 13.Когда сигналы U и и находятся в пределах от нуля до I/on блок сравнения прекратит изменение состояния счетчика 11. .

Таким образом, выбор участка аппроксимации и формирование напряжений и и зависимости от входного сигнала U в предлагаемом преобразователе осуществляется также, как в

известном. На каждом участке аппроксимации, которому соответствует определенный код, на выходе реверсивного счетчика 11 с выходом блока цифрового

0 функционального преобразования 12 на цифровые входы цифроаналоговых блоков 4 и 5 умножения подаются коды ординат N - воспроизводимой функциональной зависимости в начале

5 и конце участка аппроксимации. За

счет этого осуществляется масштабирование сигналов U и U обеспечивающее кусочно-линейную аппроксимацию требуемой функциональной зависимости

jj (сигнал Uy+ и на фиг. 2) аналогично известному устройству.

Аналоговый блок 8 умножения осуществляет умножение напряжений U и

и. . Так как

Uon - и , то

Ug и - и и. Uon- и Напряжение на выходе блока 8 изменяется по параболической зависимости в пределах каждого участка аппроксимации (фиг, 2), На каждом участке

0 аппроксимации с выхода блока i О памяти на цифровой вход цифроаналогового блока 6 умножения вьщается код , соответствующий необходимой амплитуде и знаку параболического сегмента.

5 После масштабирования в цифроаналоговом блоке 6 умножения напряжение параболического сегмента подается на вход сумматора 14. На выходе сумматора 14 формируется напряжение

0 Btff 4 6 соответствующее кусочно-параболической аппроксимации воспроизводимой функциональной зависимости выходного напряжения от входного и). Предлагаемый преобразователь имеет в 210-220 раз более

высокую точность аппроксимации глад-. ких функций по сравнению с известным осуществляющим кусочно-линейную аппроксимацию функций.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь,содержащий операционный усилитель, шходной масштабный резистор, один 63 Эывод которого соединен со входом операционного усилителя, а другой вывод является входом преобраэовате-1 ля, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а второй вход - с шинсй опорного напряжения, второй сумматор, выход которого является выходом преобразователя, первый и второй цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены со входом операционного усилителя, третий и четвертый цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, блок срав нения, первый вхрд которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков умножения и с выходом первого сумматора, а второй вход - с аналоговыми входам первого и третьего цифроаналоговых блоков умножения и выходом операцион ного усилителя, реверсивный счетчик первый и второй входы которого соединены с выходами блока сравнения, блок цифрового функционального преобразованияд входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы с цифровыми входами соответствуяЗщих цифроаналоговых блоков умножения, отличающийс я тем, что, с повышения точности, он содержит аналоговый блок умножения, пятый цифроаналоговый блок умножения и блок памяти,адресные входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы с цифровыми входгили пятого цифроаналогового блока умножения, первый и второй входы блока сравнения соединены с соответствующими входами анашогового блока умножения, выход которого подключен к аналоговому входу пягого цифроаналогового блока умножения, соединенного выходом с третьим входом второго сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 428404, кл. G Об G 7/26, 1974. 2.Гинзбург C.A.I;.Любарский ГО.Я. Функциональные преобразователи с аналого-цифровым представлением информации. М., Энергия, 1973, с.87-89.

Ц «r

Vf If

u

fffb

Hi-j

u.

-

J/JT

U

Ox