Функциональный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано . для функционального преобразования ана- , логовых сигналов.

Известен преобразователь, состоящий из ряда последовательно соединенных интегрирующих усилителей, к соответствующим выходам которых через инверттэры подсоединены потенциометры, движки которых подсоединены к соответствующим Q входам сумматора. Выход сумматора соединен с устройством сравнения через . согласующий усилитель, электронный ключ и катодный каскад подсоединен к выходам триггера, вырабатывающего прямоуголь- is ные импульсы и входам преобразующего триггера, выход которого соединен с элект- ронным ключом pi J

Недостатками этого преобразователя 20 являются отсутствие периодического сброса интеграторов; невозможность периодического вычисления требуемой функции; невозможность автоматического изменения

вида функциональной зависимости из-оа наличия неуправляемых потенциометров; ограниченная точность, обусловленная постоянным шагом дискретизации заданной функции.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий и последовательно соединенных ин.теграторов, вход первого из которых является входом задания первой переменной преобразователя, элемент задержки, выход которого соединен с управляющими входами ц ключей сброса,ц запоминающих элементов, выходы которых подключены к соответствующим входамсумматора, выход которого являе.тся выходом преобразователя, блок задания коэффициента передачи,

подключенный к управляющим входам

() усилителей с управляемым коэффициентом передачи, выходы которых подключены к входам соответствующих эле-

I ментов, а информационные входы через

соответствующие ключи передачи информации соединены с выходами соответствующих интеграторов 2 j .

Недостатком этого преобразователя является то, что разлагая входную функшю в ряд Тейлора, он не способен произвести преобразование двух переменных, например, для получения дробного бинома Ньютона, широкое применение которого в целом ряде устройств общеизвестно.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет вычисления функ щональной зависимости от двух переменных типа дробного бинома Ньютона.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный преобразователь, содержащий последовательно соединенных интеграторов, вход первого из кото- рых является входом задания первой переменной преобразователя, элемент задерж- ки, выход которого соединен с управляющими входами И ключей сброса, ц запоминающих элементов, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является вы- ходом преобразователя блок задания коэффициента передачи, подключенный к управляющим входам (и-1) усилителей с управляемым коэффициентом передачи, , выходы которых подключены к входам соответствующих запоминающих элементов, а информационные входы через соответствующие ключи передачи информации соединены с выходами соответствующих интегрторов, введены блок сравнения и соединенные последовательно (Ш-1)-й ключ передачи информации и ( И { 1)-и запоминающий элемент, причем ( и+1)-й ключ передачи информации подключен к входу задания первой переменной преобразовате ля, выход последнего интегратора соединен с первым входом блока сравнения и через и -и ключ передачи информации - с входом И-го запоминающего элемента, втрой вход блока сравнения является входом задания второй переменной преобразователя, а выход блока сравнения подключен к входу элемента задержки и к . управляющим входам И ключей передачи информации и (ц+ 1)-го ключа передачи информации, вькод (у + 1)-го запоминающего элемента подключен к соответствующему входу сумматора.

На чертеже представлена блок-схема функционального преобразователя. .

Преобразователь содержит интеграторы ,, ключи сброса 2 -2„, блок 3 сравне. ния, усилители 4у,с управляемым коэффициентом передачи запоминающие элементы 5 -5, 6, ключи 7,8 -8 передачи информации, блок 9 задания коэффициента передачи, элемент 10 задержки, сумматор 11.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Для получения выходного сигнала в виде дробного бинома Ньютона преобразователь должен иметь структуру, позволяющую реализовать функцию вида

5;|-(.м, Ааа,,.....(...-.

.--t

где 01 а ; Ь O/ii - входные переменные. Но если при этом коэффициенты А могут быть выбраны известным способом (например из треугольника Паскаля), то произведенияс Г t)

1-1

необходимо вычислить.

Рассмотрим некоторый интервал -fe,j ti , выходные сигналы интеграторов . на момент fc 4--1 будут равны -( i

.. Ti

,(а)

V HT4-T J «i Tv,HT

и

ИНТ

-гЯ

Съ)

VU

,-- т1 ..f f--Ia

йНТлИ тJ МНТхИ-л -гИ

и

TuuT/ W - ТГ,

gлТицт

I Сигнал с интегратора 1,иццТ1 поступает на блок 3 сравнения, на второй вход которого поступает переменная Ъ а сигнал на выходе блока 3 формируется в Момент равенства

ИНТ1и l-i.

IL

Qr-tv,

ти

ИНТ 1/н

Тл Т а- Ъ-

(5;

Тогда равенства (2 3, 4) с учетом (5) будут

Т И--((И 1({,

и

. 11 гг

fс«г-а t

инт

I ИНТ т 11 J

ИНТ

и«ктЛ-т -° ° ЬГ

1 . VlHT

,--Ъ,.

Так как в момент г(4.0инт -(ИО -блок 3 сравнения срабатывает и сигнал с его выхода замыкает ключи передачи информашш 7, , подавая сигналы с интеграторов ij-lj.j на входы соответствующих усилителей с управляемыми коэффициедтами передачи 4 -4 . Сигналами с блока Задания коэффициента передачи 9, рзавным значениям из (1) устанавливаются коэффициенты усилителей 4.-4, т. е,. на запоминающих элементах 5-5 зафиксируются следующие сигналы в-А.и;„,;,.,,/и. ,--t), а на ( М + 1)-м запоминающем элементе 6 фиксируется сигнал (/ ( Последующее суммирование выходных сигналов запоминающих элементов 5. -5у, и 6 сумматором 11 позволяет получить на его выходе сум му 5 в соответствии с (1). Поскольку выходной сигнал представляет собой дискретно изменяемую функцию с переменным шагом дискретизации, функционально зависящим от входных сигналов функциональный преобразователь обеспечивает высокую достоверность членов биномиальной зависимости. Параллельность вычисления членов бинома обуславливает сравнительно высокое быстродействие уСт ройства. Это позволеят использовать функциональный преобразователь при моделировании широкого класса зависимое- Ц тей, в частности при разработке электропривода тяжелых металлорежущих станков, а также дает возможность выполнения дополнительных функций, таких, как извлечение корня степени у, преобразование декартовых координат в.полярные и т. д. что позволяет использовать преобразователь в быстродействующих спецустройсч вах высокой достоверности. Формула изобретени я Функциональный преобразователь, содержащий и последовательно-соединенных интеграторов, вход первого из которых является входом задания первой переменной преобразователя, элемент задержки, выход которого соединен с управляющими входами и ключей сброса, и запоминающих элементов, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом преобразователя, блок задания коэффициента передачи, подключенный к управляющим входам (и -1) усилителей с управляемым коэффициентом передачи, выходы которых подключены к входам соответствующих запо- минающфс элементов, а информационные входы через соответствуюоще ключи пбре- дачи информации соединены с выходами соответствующих интеграторов, о т л и - чающийся тем, что, с целью рас- щирения класса решаемых задач за счет вычисления функциональной зависимости от двух переменных типа дробного бинома Ньютона, в него введены блок сравнения и соединенные последовательно (1 + 1)-й ключ передачи информации и {и+1)-й запоминающий элемент, причем (И + 1)-й ключ передачи информации подключен к входу задания первой переменной, преобразователя, выход последнего интегратора соединен с входом блока сравнения и через К1 -и ключ передачи информации - с входом И-го запоминающего элемента, второй вход блока сравнения является входом задания второй переменной преобразователя, а выход блока сравнения подключен к входу элемента задержки и к управляющим входам И ключей передачи информации и {и+ 1)-го ключа передачи информашш, выход { И + 1)-го запоминающего элемента подключен к соответству1ощему входу сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 451. Авторское свидетельство СССР № 87338, кл. GO6Q 7/26, 1949. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2836228/18-24, кл. G06 G 7/26, 1979 (прототип).