Функциональный преобразователь

 

.СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 0 5 06 G 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l ) 3402297/18-24 (22 ) 17.02.82 (46) 07.06.83. Бюл. ¹ 21 (72) В. Э. Штейнберг и Р, В. Галиев (53) 681.335(088.8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР № 467366, кл. О 06 G 7/24, 1972.

2, Авторское свидетельство СССР

¹ 748442, кл. Q 06 Gi 7/24, 1978.

3. Авторское . свицетельство .СССР по заявке ¹ 2950440/18-24, кл. G 06 С(7/24, 1980.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2917344/18-24, кл, g 06 G 7/24, 1980 (прототип). (54) (57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий управляемые . ° целители напряжения и аналого-цифровой преобразователь, соединенный выхоцами с вхоцами цешифр@тора и с вхоцами преобразователя коца, поцключенного выхоца.ми к управляющим входам первого управляемого целителя напряжения, сигнальный вхдц которого соецинен с выхоцом источника опорного напряжения, причем второй управляемый делитель напряжения оцключен сигнальным входом к выходу суммиicauего усилителя, а выхоцом - к выхоцной шине функционального преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выполнения логарифмического преобразования, в него цополнительно ввецены,коммутаторы коцов, ключи, перемножнтели коцов и третий управляемый целитель напряжения, соециненный сигнальным вхоцом с шиной ввоца аргумента и с сигнальным входом первого ключа, управляющими входами - с

„„SU „„1022183 выходами первого коммутатора коцов, а выходом - с первым вхоцом суммирующего усилителя, поцключенного вторым и третьим вхоцами соответственно к вы» ходам второго и третьего ключей, сигнальные вхоцы которых соецинеиы с выхоцом первого управляемого целителя напряжения, причем первый коммутатор soдов поцключен первой rpynnON информационных входов к шине ввоца первого опорного коца, а второй группой информационных входов — к выхоцам первого пере множителя кодов, соединенного первой группой входов с шиной ввоца второго опорного коца, а второй группой вхоцовс выхоцами цешифратора и с первой груп Е пой вхоцов второго перемножителя коцов, подключенного второй rpywoA вхоцов к шине ввоца третьего опорного . ув кода, а- выхоцами — к первой группе ин-. формационных вхоцов второго коммутатора коцов, соединенного второй группой информационных входов с шиной. ввода- пер вого опорного коца, а выхоцами - с управляющими входами второго управляемо- Ф го целителя напряжения, поцключениого

BblxQQoM K сигнальному входу четвертого Ю ключа, соединенного выходом с входом .аналого-цифрового преобразователя и с (,ф выходом первого ключа, причем управляю» © ) щне вхоцы первого и второго ключей и первые управляющие вхоцы коммутаторов коцов поцключены к шине управления режимом показательного преобразования, а управляющие входы третьего и четвер того ключей и вторые управляюшие вхо цы коммутаторов копов соединены с шиной управления режимом логарифмического преобразования.

1022183

Изобретение относится к автоматике и вычисли гельной технике и может найти применение цля показательного и логарифмического функциональных преобразований аналоговых сигналов.

Известен функциональный преобразователь, соцержаший переключатель, управляемые целители напряжения, интегратор, ключ, блок сравнения, логарифмический преобразователь, пороговый блок, блок управления и источник опорного напряжения Ц

Указанный функциональный преобразо- ватель, облацаюший широкими функциональными возможностями, отличается пониженными точностью и быстроцействи» ем и сложностью конструктивной реализации.

Известен также функциональный преобразователь, соцержаший переключатели, блок уравновешивания, компаратор, блок опрецеления рассогласования, источник опорного напряжения, блок управления и формирователи экспоненциального и линейно изменя юшего напряжений f2)

Данный преобразователь, позволяюший выполнять логарифмическое и. показательное функциональные преобразования, обладает пониженной точностью.

Известен также функциональный преобразователь, содержащий управляемые целители напряжения, аналого-цифровой преобразователь, цешифратор, преобразователь

KOna, HCTo iHHK oIIopHoIo H8IIpiKeHHH H масштабный и суммируюший усилители.(51.

Нецостатком известного функциональ- . ного преобразователя является ограниченность функциональных возможностей, так как он позволяет выполнять только логарифмическое преобразование аналоговых сигналов, Прототипом изобретения является функциональный преобразователь, содержаший управляемые делители напряжения и аналого-цифровой преобразователь, соециненный выхоцами с вхоцами пешифрато ра и с вхоцами преобразователя коца, подключенного выхоцами к управляюшим вхопам первого управляемого целителя напряжения, сигнальный вхоц которого соецинен с выходом источника опорного напряжения, причем второй управляемый целитель напряжения поцключен сигнальным вхоцом к выходу суммируюшего усилителя, выхоцом - к выходной шине функционального преобразователя, а управляющими вхоцами - к выходам цешифратора, причем суммируюший усилитель соединен первым входом с выхоцом первого управ1О

55 так как он позволяет выполнять только показательное функциональное преобразование и не позволяет выполнять логарифмическое преобразование.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выполнения лога рифмического и ре образования.

Поставленная цель достигается тем, что .в функциональный преобразователь, соцержаший управляемые делители напряжения и аналого-цифровой преобразователь, соединенный выходами с входами дешифратора и с входами преобразователя кода, поцключенного выходами к управляюшим входам первого управляемого цели геля напряжения, сигнальный вхоц которого соецинен с выходом источника опорного напряжения, причем второй уп« равляемый делитель напряжения поцключен сигнальным входом к Выходу суммиру» руюшего усилителя, а выходом - к выхоцной шине функционального преобразователя, цополнительно ввецены коммутаторы коцов, ключи, перемножители коцов и третий управляемый целитель напряжения, соединенный сигнальным входом с шиной ввода аргумента и с сигнальным входом первого ключа, управляюшими вхоцами « с выхоцами первого коммутатора копов, а выхоцом - с первым входом суммирую» шего усилителя, подключенного вторым и третьим входами соответственно к выхоцам второго и третьего ключей, сиг» нальные вхоцы которых соецинены с выходом первого управляемого целителя напряжения, причем первый коммутатор кодов подключен первой группой информационных входов к шине ввода первого опорного коца, а второй группой информацион» ных входов -. к выхопам первого перемножителя кодов, соединенного первой группой вхоцов с шиной ввоца второго опорного коца, а второй группой вхоцов - с выхоцами пешифрат ора и с первой группой входов второго перемножителя коцов, поцключенного второй группой вхоцов к шине ввода третьего опорного кода> а выходами - к первой группе информационных вхоцов второго коммутатора коцов, соециненного второй группой информаци онных входов с шиной ввоца первого опорного zona, а выходами - с управляю ляемого целител напряжения, а вторым входом - с выхоцом масштабного усилителя, подключенного входом к шине ввопа аргумента и к входу аналого-цифрового

5, преобразователя, 14) °

Недостатком прототипа является drpa» ниченность функциональных возможностей, 1022183 шими входами второго управляемого целителя напряжения, поцключенного выхоцом к сигнальному входу четвертого ключа, соединенного с вхоцом аналогоцифрового прербраэователя и с выходом первого ключа, причем управляющие вхоцы первого и второго ключей и первые управляющие входы коммутаторов кодов подключены к шине управления режимом показательного преобразования, а управ- 1р ляюшие вхоцы третьего и четвертого ключей и вторые управляющие вхоцы коммутаторов кодов соединены с шиной управле- . ния режимом логарифмического преобразования. !5

На чертеже изображена блок-схема функционального преобразователя, . соце ржашего аналого. цифровой преобразователь 1, соединенный выхоцами с входами дешифратора 2 и с входами нреобразователя 3 кода, поцключенного выхоцами к управляющим вхоцам первого управляемого делителя 4 напряжения. Управляемый цели- тель напряжения 4 ссецинен сигнальным входом с выходом источника 5 опорного напря- д5 жения, Второй управляемый целитель 6 напряжения подключен сигнальным входом к выхоцу суммирующего усилителя 7, а выходом - к выходной шине 8 функционального преобразователя. Третий управляемый целитель 9 напряжения соецинен сигнальным входом с шиной 10 ввоца аргумента и с сигнальным вхоцом первого ключа 11, управляющими вхоцамис выхоцами первого коммутатора 12 коцов, а выхоцом - с первым вхоцом сум35 мируюшегЬ усилителя 7. Усилитель 7 подключен вторым и третьим вхоцами соответственно к выхоцам второго и третьего ключей 13 и 14, сигнальные вхоцы

40 которых соецинены с выходом целителя 4.

Коммутатор 12 коцов поцключен первой группой информационных вхоцов к шине 15 ввоца первою опорного коца, а второй группой информационных вхоцовк выходам первого перемножителя 16 ко45

nos. Перемножитель 16 соецинен первой группой вхоцов с шиной 17 ввода второго опорного коца, а второй группой входовс выходами цешифратора 2 и с первой группой вхоцов второго перемножителя 185О коцов. Перемножитель 18 подключен второй группой вхоцов к шине 19 ввоца третьего опорного кода, а выходами - к первой группе информационных входов второгокоммутатора 20копов.Коммутатор 20 соецинен второй группой информационных входов с шиной 15 ввода первого опорного zona, а выходами - с управляющими вхоаами целителя 6. Велитель 6. поцклю чен выходом к сигнальному вхоцу четвертого ключа 21, соециненного sbtxotloM с входом аналого-цифрового преобраэо» вселя 1 и с выходом ключа 11. Управляющие входы ключей 11 и 13 и первые управляющие входы коммутаторов 12 и 20 подключены к шине,22 управления режимом показательного преобраэова». ния. Управляющие вхоцы ключей 14 и 21 и вторые управляющие вхоцы коммутаторов 12 и 20 соединены с шиной 23 управления режимом логарифмического преобразования.

Работа функционального преобразователя при.выполнении показательного преобразования )=0e " (гце о, Ъ -. постоянные Х - аргумент) и логарифмичео» кого преобразования уа Ь Ьх основана на использовании полигональной аппроксимации цанных функций функциями, содержащими линейную составляющую (зависящую от номера tl участка аппроксимации и от величины вхоцного сигнала Х ) и ступенчатую составляющую (зависяшую только от номера П).

Показательное (экспоненциальное) преобразование реализуется в =соответ» ствии с уравнением вида где 5 - шаг квантования преобразователя 1; а логарифмическое преобразование - по уравнению функциональный преобразователь рабо .. тает слецуюшим образом.

В режиме показательного преобраэова ния управляющий сигнал с шины 22 замы кает ключи 11 и 13 и поцключает к вы» хоцам коммутатора 12 опорный «од Ь (с шины 15), а к выходам коммутатора 20 - выхоцы перемножителя 18. Kmo чи 14 и 21 остаются разомкнутыми, а на шины 17 и 19 перемножителей 16 и 18 поцаются опорные коцы, соответственно равные 1/b иО. Входной сигнал Х . .с шины 10 поступает на вход преобразователя 1 и на сигнальный вход целителя 9. В зависимости от величины вход» ного сигнала преобразователь 1 опреце ляет номер п шага аппроксимации, по значению которого дешифратор,2 формирует сигнал 2, а преобразователь 3 форми

l1 I.1022183 рует коц (n-1) за счет вычитания единицы младшего раэряца. Значение коца (О1) в делителе 4 умножается на выходное напряжение источника 5, численно равное ецинице, и через ключ 13 поступает на второй (вычитаюший) вхоц усилителя 7, на первый (суммирующий) вход которого поступает выхоцное напряжение целителя 9, сформироюнное путем целения входного сигнала Х на управляющий коц й, . о

Полученная разность с выхода усилителя 7 поступает на делитель. 6, гце умно» жается на произведение а 2 . Таким об-

И разом выходной сигнал целителя 6 в соответствии с выражением (1) будет пред- 15 ставлять собой показательное преобразо ванне входного аналогового сигнала.

В режиме логарифмического преобра зования управляющий сигнал с шины 22 снимается и подается .на шину 23. В ре эультате ключи 11 и 13 размыканхгся, ключи 14 и 21 замыкаются, к выходам коммутатора 12 подключаются выходы перемножителя 16, а к выхоцам коммута тора 20 - опорный код в с шины 15.

Входной сигнал аргумента преобразования в целителе S целится на выхоцной коц пе емножителя 1 6 численно рав-ный 2 / Ь, и поступает на первый (cyMмируюший) вход усилителя 7, на третий (суммирующий) вход которого поступает напряжение с выхода делителя 4, численно равное (И-1). Полученное суммарное. напряжение с выхода усилителя 7 поступает на целитель 6, гце умножается на управляющий коц с шины 15, численно равный а. Выхоцное напряжение целителя тюступает на выходную шину 8 и через ключ 21 на вход аналого-цифрового преобразователя 1, осуществляюшего в этом режиме опрецеление номера g шага аппроксимации в зависимости от величины выходного сигнала функционального преобразователя. В соответствии с выраже нием (2) выхоцной сигнал на шине 8 будет прецставлять собой логарифмическое преобразование вхоцного аналогового сигнала.

Таким образом, рассмотренный функциональный преобразователь по сравнению с прототипом обладает более широкими функциональными возможностями, так как позволяет осушествлять как показательное, так и логарифмическое функциональные преобразования. При этом дополнительное расширение функциональных воэможностей обеспечивается за счет цифрового задания изменяемых параметров на шинах 15, 17 и 19, а сложность конструктивной реализации функционального преобразователи возрастает незначительно, так как операция умноженик коцов 1/Ь и 0 на код 2 в перемножителях 16 и 18 может

Vl быть реализована за счет сдвига кода исхоциой величины на tl разряцов вправо.

И Заказ 4046/42

Тираж 706 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4