Функциональный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G06G7/26 

(5) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов на осно-: ве кусочной аппроксимации различных функциональных зависимостей и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен функциональный преобразователь, содержащий операционные усилители, диодно-резистивные ячейки D .

Недостатком этого:функционального преобразователя является невысокая точность работы.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий сумматор, первый и второй интеграторы, релейный элемент, одновибратор, п элементов с зоной нечувствительности С2.

Этот функциональный преобразователь характеризуется сложной функ-циональной схемой.

Цель изобретения - упрощение функционального преобразователя.

Для достижения поставленной цели в функциональный преобразователь, содержащий соединенные последовательно сумматор, первый интегратор, релейный элемент и второй интегратор, первый вход сумматора является входом функционального преобразователя, выходом которого является вход релейного элемента, выход релейного элемента подключен к второму входу

10 сумматора и входу одновибратора, п элементов с зоной нечувствительности , входы которых соединены с выходом второго интегратора, введены If} масштабных резисторов, причем вы15ход каждого из п элементов с зоной нечувствительности через соответствующий масштабный резистор соединен с соответствующим входом сумматора, 25 выход одновибратора подключен к входу обнуления второго интегратора. На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого функционального преобразователя. 39 На схеме обозначены сумматор 1, первый интегратор 2, релейный элемент 3, одновибратор k, второй интег ратор 5 масштабные резисторы 6-1, 6-2,..., б-и, элементы 7-1, 7-2,..., 7-П, вход 8 и выход 9 функционального преобразователя. Функциональный преобразователь ра ботает следующим образом. Сумматор 1, первый интегратор 2 и релейный элемент 3 в совокупности образуют автоколебательный каскад с частотно-широтно-импульсной модуляцией. Переключение релейного элемента 3 происходит при амплитуде, сигнала на его входе, равной его порогам переключения. Выходной сигнал релейного элемента 3 не менен по модулю амплитуды и меняется только по знаку. При отсутствии сигнала на входе 8 длительности импульсов положительной и отрицательной полярности выходного сигнала релейного элемента 3 равны, а их среднее значение за период автоколебаний равно нулю. Наличие сигнала на входе 8 приводит к изменению скорости изменения выходного сигнала первого интег ратора 2. 6 интервале времени совпа.дения знаков сигнала на входе 8 и сигнала с выхода релейного элемента 3 скорость изменения выходного сигнала первого интегратора 2 определяется суммой токов входного сигнала и сигнала обратной связи, а в интервале времени несовпадения знаков этих сигналов скорость изменения выходного сигнала первого интегратора 2 зависит от разности токов. В результате на выходе релейного элемента 3 среднее знамение сигнала за период автоколебаний устанавливается пропорционально величине сигнала на входе 8. ТреВуемая нелинейная зависимость между средним значением сигнала на выходе 9 и сигналом на входе 8 осуществляется с помощью элементов 7-1 7-2,..., 7-л и масштабных резисторов 6-1 , 6-2, ..., 6-п. Число этих функциональных блоков выбирается из условия необходимой точности кусочно-линейной аппроксимации требуемой нелинейной функции. Для установки нулевого исходного состояния второго интегратора 4, который в момент переключения релейного элемента 3 формирует импульсы малой длительности, достаточной для установления нулевых начальных условий на выходе второго интегратора 5Под воздействием выходного сигнала релейного элемента 3 происходит линейное изменение, например нарастание сигнала на выходе второго интегратора 5. При значении выходного сигнала второго интегратора 5, равном порогу срабатывания первого элемента 7-1 с зоной нечувствительности, происходит передача выходного сигнала второго интегратора 5 через замкнутый первый элемент 7-1 с зоной нечувствительности и первый масштабный резистор 6-1 на вход сумматора 1. Величина этого переданного сигнала определяется величиной сопротивления первого масштабного резистора 6-1. Поскольку на вход первого интегратора 2 действует сумма сигналов со входа 8 и выхода первого масштабного резистора 6-1, то скорость нарастания выходного сигнала первого интегратора 2 увеличивается.. В следующий момент времени, когда под действием выходного сигнала релейного элемента 3 замкнется второй элемент 7-2 с зоной нечувствительности, на вход первого интегратора 2 добавляется сигнал с выхода второго масштабного резистора 6-2 и вновь увеличится скорость нарастания вь1ходного сигнала первого интегратора 2. Таким образом, кусочно-линейным методом аппроксимируется нелинейная функция на выходе первого интегратора 2 которая затем преобразуется в изменение длительности импульсов на выходе релейного элемента 3. При изменении знака выходного сигнала релейного элемента 3 с помощью одновибраТора происходит разряд (установка в нулевое состояние) второго интегратора 5. Далее процессы периодически повторяются. По сравнению с прототипом предлагаемый функциональный преобразователь характеризуется более простой фунКциональн9Й схемой. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий соединенные последовательно сумматор, первый интегратор, релейный элемент и второй интегратор, первый вход сумматора является входом функционального преобразователя, выходом которого является выход релейного элемента, выход релейного элемента подключен к второму входу

сумматора и входу одновибратора, п элементов с зоной нечувствительности , входы которых соединены с выходом второго интегратора, о т лич. ающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены п масштабных резисторов, причем выход

,каждого из п элементов с зоной нечувс вительности через соответствую щий масштабный резистор соединен с

«2057 6

соответствующим входом сумматора, выход одновибратора подключен к входу обнуления второго интегратора.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Карпов Р.Г. и др. Преобразрва10 ние и математическая обработка широтно-импульсных сигналов. М., Машиностроение, 1977, с. 158-160, рис. It (прототип).