Способ линеаризации сигналов Советский патент 1982 года по МПК G06G7/26 

(54) СПОСОБ ЛИНЕАРИЗАЦИИ СИГНАЛОВ

Изобретение относится.к аналоговой вычислительной технике.

Известен способ линеаризации сигналов путем моделирования степенных рядов, основанный на выборке из экспоненциально изменякядихся во времени Напряжений в моменты времени, соответствующие равенству входного сигнала другому экспоненциально изменякяцемуся во времени напряжению с последующим суммированием выбранных напряжений 1.

Недостатком его является ограниченное быстродействие, поскольку период линеаризуемого сигнала должен быть значительно больше периода генерации экспоненциальных напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ воспроизведения степенной зависимости, основанный на формировании импульсов путем выборки из одного экспоненциально изменяющегося во времени напряжения фиксированных «интервалрв времени, начинающихся в моменты времени, соответствующие равенству мгновенных значений входного сигнала другому экспоненциально изменяющемуся напряжению, с периодом следования этих напряжений, превыгиающим период входного сигнала, и с последующей фильтрацией сформированньох импульсов 2 ,

С помощью этого способа можно лиг неаризировать сигнал степенной функцией определенной степени. Поэтому при линеаризации более сложных функций, выражаемых степенным рядом, этот способ не позволяет получить высокую точность.

10

Цель изобретения - повышение точности линеаризации сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в способе линеаризации сигналов, основанном на формировании опорного

15 и рабочего экспоненциально изменяющихся во времени сигналов, период следования которых превышает период входных сигналов, сравнении опорного экспоненциально изменяющегося во

20 времени сигнала.с входным сигналом, формиройании в момент равенства этих сигналов импульсов фиксированной длительности путем выборки из рабочего экспоненциального изменяющегося 25 во времени сигнала и последующей фильтрации сформированных импульсов, :формируют дополнительные рабочие экспоненциально изменяющиеся во времени сигналы, а импульсы фиксированной длительности формируют путем последовательной выборки из основного и дополнительных рабочих экспоненциально изменяющихся во времени сигналов. На фиг. 1 изображены графики, поясняющие предлагаемый способ линеаризации сигналов; на фиг. 2 - блоксхема устройства, реализующего предлагаемый способ линеаризации сигналов . Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит генератор 1 тактовых импульсов, подключенный к генераторам 2 - 4, экспоненциально изменяющихся во времени сигналов на пряжений, выход одного из которых 2 соединен со входами распределительного блока 5 и блока 6 сравнения. Второй вход блока 6 сравнения являе ся входом.устройства, а выход чере формирователь 7 импульсов соединен управляющими входами ключей 8 и 9, информационные входы которых- подключены к выходам генераторов 3 и 4. Стробирующие входы ключей 8 и 9 соединены с выходами распределительного блока 5, а выходы через блоки 10 и 11 масштабирования соединены.с входами фильтра 12, выход которого является выходом устройства. Устройство работает следующим образом. Генерато р 1 тактовых импульсов вырабатывает импульсы с периодом следования, превышающим период вход ного сигнала, которые запускают одновременно генераторы 2 - 4. Опорное экспоненциально изменяющееся во времени напряжение генератора 2 с постоянной времени to подается на оди из входов блока 6 сравнения, на другой вход которого поступает входной сигнал U5x г представляющий собой функцию, кусочно аппроксимируемую полиномом вида F(X) К, Х + +...+ , где X параметр, изменяющийся по периодическому закону, например синусоидальному X XniSinLut, Количество интервалов аппроксимации i выбирается исходя из требуемой точности линеаризации входного сигнала. В моменты tcp равенства входного , Ujj и экспоненциального напряжения, поступающего на вход блока 6 сравне ния с выхода генератора 2, формиро ватель 7 вырабатывает импульсы напр жения постоянной длительности , поступающие на управляющие входы ключей 8 и 9 и открывающие тот из ключей, на стробирующий вход которо го в данный момент времени поступае напряжение от распределительного блока 5 (фиг. 1). Распределительный блок 5 поочере но подает напряжение на ключи 8 и 9 в моменты времени t, tj и т.д., соответствующие равенству экспоненциального напряжения генератора 2 заданным значением напряжений U, Ui.,.U на концах выбранных интервалов аппроксимации линеаризируемой функции (фиг. 1). Напряжение с одного из генераторов 3, 4 экспоненциально изменяющихся во времени напряжений с постоянными времени t . . .Г; , на ключ которого в данный момент подано стробирующее с выхода напряжение распределительного блока 5, в течение времени, соответствующего длительности t импульса напряжения с формирователя 7, через блок 10 или 11 масштабирования подается на вход фильтра 12, на выходе которого формируется выходное напряжение Ufijx . Амплитуда напряжения, поступающего на фильтр 12, равна fi U6x Uo tt) Величина t;, и коэффициент передачи блоков 10 и 11 масштабирования т на каждом интервале линеаризации выбираются исходя из равенства ft.I° to , ,, V ti -- и Uo - mv К;,. При этом уравнение выходного сигнала будет иметь вид UJbin К Х,-sina t-f-. . .+К Х,у, sina)t KX«iSina)t и представлять собой линейную зависимость от параметра XmSinuJt линеаризуемой функции. Точность указанного способа тем выше, чем больше частота входного сигнала, определяющего дискретность выходного сигнала. Предлагаемый способ позволяет увеличить диапазон частот линеаризуемых сигналов и обеспечивает благодаря кусочно-нелинейной аппроксимации более высокую, чем у прототипа, точность линеаризации входных сигналов. Формуле изобретения Способ линеаризации сигналов, основанный на форм ировании опорного и рабочего экспоненциаль но изменяющихся во времени сигналов, период следования которых превышает период входных сигналов, сравнении опорного экспоненциально изменяющегося во времени сигнала с входным сигналом, формирования в .момент равенства этих сигналов импульсов фиксированной длительности путем выборки из рабочего экспоненциально изменяющегося во времени сигнала и последующей фильтрации сформированНБ Х импульсов, отличающи йс я тем, что, с целью повышения точности, формируют дополнительные ра бочие экспоненциально изменяющиеся во времени сигналы, а импульсы фиксированной длительности формируют путем последовательной выборки из основного и дополнительных рабочих экспоненциально изменякяцихся во времени сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

f, (ф

Us,ri-Vo

-L

if о г г,