Устройство для воспроизведения степенных функций Советский патент 1981 года по МПК G06G7/20 

(Sk) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ

- Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительно технике. Известно устройство дли воспроизведения степенных функций, содержащее апг окси- сторные элементы, потенциометры, операционный усилитель, резистор обратной связи, которое осу ществляет кусочно-линейную аппроксимацию квадратичной функции И. Недостатки данного устройства г низкая температурная стабильность, относительная сложность и ограниченные функциональные возможности. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для воспроизведе ния степенных функций, содержащее аналого-цифровой преобразователь непосредственно считывания, вход которого является входом устройства, пер вый и второй цифроаналоговые преобра зователи, цифровые входы которых сое динены с цифровыми выходами аналогоцифрового преобразователя непосредственного С1«1тывания, первый и второй операционные усилители, входы которых соединены с выходами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, первый и второй резисторы обратной связи, каждый из которых включен между входом и выходом соответствующего операционного усилителя, инвертор, вход которого соединен со входом устройства, первый суммирующий резистор, включенный между входом первого операционного усилителя и входом инвертора, второй суммирующий резистор, включенный между входом второго операционного усилителя и выходом инвертора, аналоговые входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к шине отрицательного опорного напряжения и входу первого операционного усилителя, первый резистор смещения, включенный между входом первого операционного усилителя и шиной положительного опорного напряжения, выход BTODOГО операционного усилителя являетсй выходом у строй с т sat 2 7. Недостаток известного устройства ограниченные функциональные возможности, так как оно воспроизводит тол ко квадратичную функцию. Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей за счет воспроизведения степенной функции п-й степени, Поставленная цель достигается тем что устройство для воспроизведения степенных функций, содержащее аналого-цифровой преобразователь непосред ственного считывания, вход которого является входом, устройства, первый и второй цифроаналоговые преобразовате ли , цифровые входы которых соединены с цифровыми выходами аналого-цифрово го преобразователя непосредственного считывания, первый и второй операцион ные усилители, входы которых соединены с выходами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, первый и второй резисторы обратной связи, каждый из которых включен между входом и выходом соответствующего опе рационного усилителя, инвертор, вход которого соединен со входом устройства, первый суммирующий резистор, включенный между входом первого операционного усилителя и входом инвертора, второй суммирующий резистор, включенный между входом второго операционного усилителя и выходом инвертора, аналоговые входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к шине отрицательного опорного напряжения и входу первого операционного усилителя, первый резистор смещения, включенный между входом первого операционного усилителя и шиной положительного опорного напряжения, дополнительно содержит (п-2) цифроаналоговых пре образователей (п-2) операционных усилителей, (п-1) резисторов смещения, (п-2) суммирующих резисторов, {п-2) резисторов обратной связи, каждый из которых включен между входом и выходом соответствующего операционного усилителя, каждый из (п-2)-ых цифроаналоговых преобразователей соединен цифровыми входами с цифровыми выходами аналого-цифрового преобразователя непосредственного считывания аналоговым входом - с выходом предыдущего по номеру операционного усилителя, а выходом - со входом соответтвующего операционного усилителя, аждый четный по номеру из (п-2)ык уммирующихрезисторов включен между входом соответствующего операционного уеилителя и выходом инвертора, а аждый нечетный - между входом соответствующего операционного усилителя входом инвертора, выход п-20 опеационного усилителя является выхоом устройства, каждый четный из (n-l) резисторов смещения включен между входом соответствующего операционного усилителя и шиной положительного опорного напряжения, а каждый нечетный - между входом соответствующего операционного усилителя и шиной отрицательного опорного напряжения. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1 непосредственного считывания, п цифроаналоговых преобразователей 2, операционных усилителей 3-,. п обратной свяП резисторов «4, ч, зи сумм11рующих резисторов 5 . 5п п-1 резисторов смещения 6 и инвертор 7. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Входное напряжение Ugx подается на вход аналого-цифрового преобразователя 1, который преобразует его в код, указывающий номер участка кусочнолинейной аппроксимации степенной функции. Количество участков аппроксимации равно 2 (где к - разрядность аналого-цифрового преобразователя 1). Код с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 управляет коэффициентами передачи цифроаналоговых преобразователей 2, ..., 2f, умножающего типа. Когда этот код нулевой (нулевой участок аппроксимации), коэффициент пере-, дачи цифроаналоговых преобразователей 2, ..,, 2 у, равен нулю. При этом выходное напряжение устройства ь м RB-- сопротивления резистогдеров , Sfl. Благодаря последовательному включению цифроакалог(вых преобразовате2- изменение кодов на лей 2 выходе аналого-цифрового преобразователя 1 формирует закон изменения коэффициента передачи устройства в соответствии с кусочно-линейной аппроксимацией степенной функции степе5ни n при равномерном разбиении оси аргумента на участки аппроксимации. Выбрав соответствующим образом номи налы резисторов ,,, ..., «n-t, 5 5,., 64, ..., 6„., можно обеспечить закон изменения входно го напряжения цифроаналогового преобразователя 2fi, позволяющий сформировать на выходе операционного усилителя Зп степенную функцию степе ни п. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет воспроизводить в зависимости от количества используемых элементов степенные функции с различными показателями степени, что существенно расширяет его функционал ные возможности по сравнению с известным. Формула изобретения Устройство для воспроизведения ст пенных функций, содержащее аналогоцифровой преобразователь непосредственного считывания, вход которого является входом устройства, первый и второй цифроаналоговые преобразоТватели, цифровые входы которых соеди нены с цифровыми выходами аналогоцифрового преобразователя непосредственного считывания, первый и второ операционные усилители, входы которых соединены с выходами соответству IUMX цифроаналоговых преобразователей первый и второй резисторы обратной связи, каждый из которых включен между входом и выходом соответствующего операционного усилителя, инвертор, вход которого соединен со входом устройства, первый cyм « pyющий резистор, включенный между входом пе вого операционного усилителя и входо инвертора, второй суммирующий резистор, включенный между входом второго операционного усилителя и выходом инвертора, аналоговые входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к шине отрицательного опорного напря 5 жения и входу первого операционного усилителя, первый резистор смещения, включенный между входом первого операционного усилителя и шиной положительного опорного напряжения, о т- /1ичающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения степенной функции п-й степени, оно дополнительно содержит (п-2) ци(| оаналоговых преобразователей, (п-2) операционных усилителей, (п-1) резисторов смещения, (п-2) суммирующих резисторов, (п-2) резисторов обратной связи, каждый из которых включен между входом и выходом соответствующего операционного усилителя, каждый из (п-2)-ых цифроаналоговых преобразователей соединен цифровыми входами с цифрозыми выходами аналого-цифрового преобразователя непосредственного считывания, аналоговым входом - с выходом предыдущего по номеру операционного усилителя, а выходом - со входом соответствующего операционного усилителя, каждый четный по номеру из (п-2)-ых суммирующих резисторов включен между входом соответствующего операционного усилителя и выходом инвертора,.а каждый нечетный - между входом соответствующего операционного усилителя и входом инвертора, выход п-го операционного усилителя является выходом устройства, каждый четный из (п-1) резисторов смещения включен между входом соответствующего операционного усилителя и шиной положительного опорного напряжения, а каждый нечетный - между входом соответствующего операционного усилителя и шиной отрицательного опорного напряжения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Горн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые числительные машины. М., Мир, , том. 1, с. 3732.Авторское свидетельство СССР по заявке If 2706 87/18-2, кл. G Об G 7/20, 1979 (прототип).