Электронный нелинейный преобразователь Советский патент 1954 года по МПК G06G7/28 

Предметом изобретения является электроиньп нелинейиьп преобразователь функции одного переменного.

Известны электронные устройства того же назначения, построенные на диодах с потенциометрами в анодных (или катодных) цеиях, с помощью которых осуществляется набор заданной функции по методу кусочно-линейной апроксимации.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является наличие в диодных ячейках емкостей, с помощью которых осуществляется набор заданной функции но методу квадратичной апроксимации, позволяющему значительно повысить точность набора.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема электронного нелинейного преобразователя функции одного переменного с квадратичной апроксимацией; на фиг. 2-схема связи между триггерами и входным усилителем; на фиг. 3-график выходных величин одно) из ячеек преобразователя.

Предлагаемый преобразователь (фиг. 1) состоит из одиннадцати ячеек, десяти триггеров и трех усилителей постоянного тока, из которых один включен на входе, и два других-на выходе.

Каждая ячейка, кроме последней, состоит из «линейного звена, в которое входят элементы П, R, R, Rz, Д. Т и «параболического звена, состоящего из элементов R., RT, С, П-2, Лч, TI.

Каждая из ячеек (кроме первой и последней) управляется двумя соседними триггерами. При таком способе управления ячеГпчами обеспечивается подключение к выходным усилителям одновременно только двух ячеек, так как при работе каждого триггера одна ячейка отпирается, другая запирается. Уменьшение количества ячеек, одновременно подключенных к выходным усилителям, приводит к уменьшению дрейфа.

№. 98096

соединения .триггеров со входным усилителем для обеспечения прави;1ьного чередования их работы и линейной зависимости скважности триггеров от i5xo;i,Horo напряжения X показан на фиг. 2. Входная пепь каждого триггера представляет собой де;1итель напряжения /, , , и , к которому присоединены цепи Ci, , через которые подается неискаженное пилообразное напряжение и конденсатор малой емкости Cz, пропускаюидий только скачок пилообразного напряжения в виде положительного импульса, необходимого для обратного переброса триггера.

Все десять триггеров разделены на две одинаковые rpvinU). li первой группе верхние концы делителей напряжения присоединепы к аподу лампы 6ПЗ входного усилителя. На пижние концы этих делителей поданы различные гюс оянные пап1)яжения смешения от снециальноIo пятизвенного де:1ителя ,. Такое устройство обеспечивает сохранение неизменной разности потенциалами, подаваемыми на сетки соседних триггеров, при изменении напряжения на выходе входного уси.чнтеля. Каждая из этих разностей достаточна для того, чтобы в нее свободно уложился весь диапазон динамической работы триггера. Поэтому, если плавно менять выходное напряжение усилителя, то триггеры один за другим будут проходить свои динамические диапазоны, причем между диапазонами соседних триггеров возможны (практически даже необходимы) участки, на которых ни один триггер не работает.

Вторая груипа триггеров, построена так же, как и первая; в этой группе верхние концы делителей напряжения присоединепы к аноду дополнительно; лампы бПЗ, сетка которой связана с входным усилителем так, что он начинает работать, когда последний каскад входного усилителя выходит за границу липейности. Следовательно, триггеры второй группы вступают в работу один за другим после того, как отрабатывают первгз1е.

Со второго анода каждого триггера па 1,ход усилителя подана обратная связь. Статические аподпые гапряжения триггера строго фиксированы, поэтому среднее значение напряжения, подаваемого с каждого триггера, лпнейпо связано с его скважностью.

С помощью дополнительного устройства, производящего суммирование выходного напряжения входного усилителя с постоянным по амплитуде запускающим гп1лообразным напряжением, осуществляется изменение скважности триггера пропорционально входному напряжению X.

Линейное звено (например, второй ) преобразователя (фиг. 1) работает следующим образом.

Пусть входное напряжение X изменяется, начиная от больщих положительных значений. Тогда вначале у всех триггеров на первых анодах будет (+), а на вторых (-). Вторая ячейка, работа которой рассматривается, управляется вторым анодом триггера Тр2 и первым анодом триггера Тр. Следовательно, в этот момент на вторую ячейку будет подаваться с первого анода Tpi значительный положительный потенциал через сопротивление (потенциал второго анода Тр не влияет на величину потенциала второй ячейки, так как вследствие фикси- рующего действия диода, стоящего в цени этого анода, он будет равен нулю). Сопротивления R, Rs, Rz рассчитываются так, чтобы при указанных условиях потенциал точки М был положителен при максимальном отрицательном потенциале, снимаем с потенциометра HI. Таким образом, диод Д заперт и напряжение с этой ячейки не проходит на вход выходного усилителя. При уменьшении входного напряжения X

триггеры последовательно вступают в динамическую работу, начиная с первого.

В процессе работы триггера, в момент, когда на первом аноде (-7-) диод Д открывается и на вход усилителя поступает некоторое напряжение, среднее значение которого пропорционально длительности отрицательных импульсов на первом аноде триггера Tpi и напряжению потенциометра /7. Напряжение будет расти липейно при изменении напряжения X пока длительность отрицательных импульсов на первом аноде Tpi не сделается равной периоду этих импульсов, т. е. не прекратится динамическая работа триггера. В этот момент напряжение на выходе усилителя достигает максимального значения, равного напряжению /7., умноженному на -.

При дальнейшем уменьшении X вступает в динамическую работу второй триггер, а первый остается в положении, когда на первом аноде (-), а на втором ( + ).

При работе триггера Тр в момент, когда на втором аноде (-), диод запирается.

По мере увеличения длительности положительных импзльсов на втором аноде Тр2 время запирания Д; также растет, напряжение, поступаюп1ее на вход усилителя, уменьшается; при длительности положительных импульсов на втором аноде Тр. равной периоду этих импульсов, диод Д совсем запирается.

Таким образом, в целом линеГшая часть ячейки дает треугольную форму зависимости выходно1Ч) напряжения у от входного напряжения X (треугольник показан пунктиром lia фиг. 3).

Когда растет скважность второго триггера, одновременно с запиранием второй ячейки нроисходит отпирание третьей, т. е. формируется первая наклонная сторона следующего треугольника.

Давая на ячейки раз,л11чные амплитуды треуго.чьннков и меняя их знак на выходе переключением тумблера TI, можно набрать линейноапроксимированные функции. Крайние ячейки (1-я и 11-я) управляются только от одного триггера, поэтому они дают не треугольники, а уступы.

Управление «параболическими звеньями ячеек триггерами аналогично управлению линейными.

Параболические звенья при своей работе дают треугольники с параболическими сторонами. Высота всех параболических треугольников неизменна; она равна на выходе примерно половине шкалы прибора. Следовательно, максимальный прогиб параболы также вполне определенен. Допустимое значение прогиба параболы получается путем регулировки сопротивления R7 (фиг. 1). Знак параболической добавки определяется положением тумблера. Действительная высота каждого треугольника определяется как разность высот, даваемых параболическим и линейным звеном. В нараболическом треугольнике (фиг. 3) кривизну имеют обе стороны. Это нел елательно, так как усложняет набор. Поэтому кривизна левой стороны треугольника сводится до минимума. Кривизна зависит от величины положительного напряжения в точке Л (фиг. 1) при запертом диоде Дг. Поскольку сопротивление Аз выбирают большим, чем сопротивление , это напряжение становится незначительным при работе триггера Tpi и большим при работе триггера Трг.

Предмет изобретения

1. Электронный нелинейный преобразователь функции одного неременного с нрименением диодных ячеек (управляемых время-им,о 98096

№ 98096

пульсным методом) усилителей постоянного тока и делителей напряжения, отличающийся тем, что, с целью осуществления набора функции по методу квадратичной апроксимации, обеспечивающему большую точность набора, в нем каждая диодная ячейка содержит емкость.

2.Форма выполнения преобразователя по п. 1, отличающаяся тем, что диодные ячейки управляются триггерами, каждый из которых (кроме первого и последнего) соединен с двумя смежными диодными ячейками.

3.Форма выполнения преобразователя по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью получения линейной зависимости между скважностью триггеров и входным напряжением X, со второго анода каждого триггера на вход усилителя подана обратная связь.

4.Форма выполнения преобразователя по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения неизменных разностей между потенциалами, подаваемыми на сетки соседних триггеров при изменении напряжения на входе усилителя, верхние концы делителей, с которых снимается управляющее напряжение для триггеров, присоединены к выходу входного усилителя, на нижние копцы этих делителеГг подано постоянное напряжение смещения.

со

s

CM

Oo