Устройство для степенного преобразования сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕПЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ, содержащее генератор экспоненциального напряжения , выход которого соединён с информационными входами m ключей, блок сравнения, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами т ключей, выходы которых через соответствующие масштабные усилители подключены к входу фильтра, выход которого является выходом устройства, входом которого является первый вход блока сравнения , отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона изменения показателя степени, в него введен дополнительный ключ, а генератор экспоненциального напряжения выполнен управляемым, информационный зход дополнительного подключен к выходу генератора экспоненциального напряжения, первый управлякиций вход ключа и вход запуска генератора экспоненциального напряжения подключены к шине запуска устройства, выход i дополнительного ключа соединен с втор входом блока сравнения, выход которого подключен к управляющему входу генератора экспоненциального напряжения и к второму управлякяцему входу дополнительного ключа. 00 Од 4ib

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

coQ4AlNcTPHEcHHx

РЕСПУЬЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

i1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblT3O (21) 3436038/24 (22) 07.05.82 (46) 15.04.84. Бюл. В 14 (72) А.А.Городулин, Е.Ф.Завьялов, В.К.Кушнерев и А.В.Ряженов (53) 681.3(088 ° 8) (56) 1. Патент США В 3967105, кл. 235-197, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

N 3409189/24 кл. G 06 С» 7/20, 09.04.82 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕПЕННОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ, содержащее генератор экспоненциального напряже-. ния, выход которого соединен с информационными входами m ключей, блок сравнения, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами т ключей, выходы которых через соответствующие масштабные уси„„SU„„4 086441 (д) (» 06 G 7/20 лители подключены к входу фильтра, выход которого является выходом устройства, входом которого является первый вход блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона изменения показателя степени, в него введен дополнительный ключ, а генератор экспоненциального напряжения выполнен управляемым, информационный зход дополнительного клю4а подключен

° к выходу генератора экспоненциального напряжения, первый управляющий вход ключа и вход запуска генератора экспоненциального напряжения подключены к шине запуска устройства, выход Я дополнительного ключа соединен с втор м входом блока сравнения., выход которого подключен к управляющему входу генератора экспоненциального напряжения и к второму управляющему а входу дополнительного. ключа.

1086441

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство, предназначенное для степенного преобразования сигналов, содержащее операционные усилители, нелинейные элементы 1 3.

Однако это устройство обладает узким диапазоном изменения показателя степени.

Наиболее. близким к предложенному является устройство для степенного преобразования сигналов, содержащее генератор экспоненциального напряжения, выход которого соединен с входами ключей и с первым входом блока сравнения, второй вход которого является входом устройства, выход блока сравнения подключен к входам формирователя импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, выходы ключей через соответствующие масштабные усилители подключены к входу выходного фильтра Г2 3.

Недостатком известного устройства является невозможность воспроизведения степенной зависимости с показателем степени меньше единицы, так как выборка импульсов фиксированной длительности осуществляется на участке экспонент,: где показатели степени больше единицы.

Целью изобретения является расширение диапазона изменения показателя

35 степени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для степенного преобразования сигналов, содержащее генератор экспоненциального напряжения, выход которого соединен с информационными входами е ключей, блок сравнения, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого соединены

45 с управляющими входами rn ключей, выходы которых через соответствующие масштабные усилители подключены к входу фильтра, выход которого явля- ется выходом устройства, входом которого является первый вход блока

50 сравнения, введен дополнительный ключ, а генератор экспоненциального напряжения выполнен управляемым, информационный вход дополнительного ключа подключен к выходу генератора экспоненциального напряжения, первый управляющий вход ключа и вход запуска генератора экспоненциального напряжения подключены к шине запуска устройства, выход дополнительного ключа соединен с вторым входом .блока сравнения, выход которого подключен к управляющему входу генератора экспоненциального напряжения и к второму управляющему входу дополнительного ключа.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного устройства для степенного поеобоазования сигналов и примеры выполнения дополнительного ключа и .формирователя импульсон; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов.

Устройство содержит генератор 1 экспоненциального напряжения, ключи 2., 2, ..., 2,„, дополнительный ключ 3, блок 4 сравнения, распределитель 5 импульсов, масштабные усилители 6.„ 6, ..., 6„„, фильтр 7, вход 8 и выход 9, триггер 10 и ключевой элемент 11 ключа 3, элемент И 12, генератор 13 импульсов, делитель 14 частоты, триггеры 151, 15, ..., 15п„,элементы И 16.„

16, ..., 16, реверсивные счетчики 171, 17, ..., 17,„, формирователи 181, 182, ..., 18п, импульса фиксированной длительности распределителя 5 импульсов, шину 19 запуска.

Устройство работает следующим . образом..

Тактовыми импульсами (фиг. 2а) происходит запуск генератора 1 экспоненциального напряжения, выходное экспоненциально изменяющееся напряжение которого (фиг. 2б) подается на вход блока 4 сравнения. На первый вход блока 4 сравнения поступает напряжение с входа 8, медленно изменяющееся во времени (фиг. 2б).

Сигналом с шины 19 запуска замыкается дополнительный ключ 3, через который сигнал проходит на второй вход блока 4 сравнения. С момента появления экспоненциально изменяющегося напряжения на выходе блока. 4 сравнения формируется импульс (фиг. 2в), а распределитель 5 импульсов отсчитывает время путем записи импульсов через суммирующий вход в реверсивных счетчиках 17,, 17, ..., 17„, (фиг.2г).

В момент. сравнения экспоненциально изменяющегося напряжения и входного (фиг. 2б). срабатывает блок 4 сравнения, формируя задний фронт импульса (фиг. 2в). Этим сигналом вторично запускается генератор 1 экспоненци1086441

0 °

=„ = †„, Еп „ (ЗУ о о куда

8х

i (и;-1

О f (; 1)

О На выходе фильтра 7 ального напряжения и размыкается дополнительный ключ 3.

Одновременно в реверсивных счетчиках 17., 17, ..., 17 происходит г запись импульсов через вычитающий вход (фиг. 2 8, е), причем на фиг.2 показаны импульсы с частотой, соот" ветствующей показателю степени больше единицы, а на фиг. 2е - с частотой, соответствующей показателю степени меньше единицы.

В момент времени, при котором количество импульсов, записанных в данном реверсивном счетчике через суммирующий вход, равно числу импуль" 15 сов, записанных через вычитающий вход, на выходе счетчика появляется импульс напряжения, который подается на соответствующий формирователь 18

18, ..., 18„, импульса фиксирован-. 20 ной длительности, выходным импульсом которого (фиг. 2ж, и) замыкается соответствующий ключ 2„, 2, .. °, 2 у . °

При этом на фиг. 2ж изображен сформированный импульс, соответствующий 25 показателю степени больше единицы, а на фиг. 2и — импульс, соответствующий показателю степени меньше едини-. цы °

До этого момента формировате- 30 ли 18., 18, ..., 18 импульса фиксированной длительности вырабатывают напряжения, удерживающие ключи 2,, 2 в разомкнутом состоянии., Выборка импульсов из экспоненциально изменяющегося напряжения осуществляется путем подключения на 1 фиксированный интервал времени с помощью ключей .2., 2, ...-, 2г на входы масштабных усилителей 6„, 40

6... ., 6„„(фиг. 2к, л) °

На выходах масштабных усилителей 6, 62, . ° ., 6> формируются с ,выбранный масштабом импульсы (фиг. 2м), которые затем фильтруются 45 фильтром 7.

Математически преобразования сигналов можно описать следующим образом.

I

На выходе генератора 1 экспоненциального напряжения напряжение в момент сравнения с входным напряжением

О,„=и Е " (1) где ОВ„ - напряжение на входе 8;

Оо †.амплитуда экспоненциально изменяющегося напряжения;

T, — постоянная генератора 1 экспоненциального напряжения, В момент выборки 11 значения экспоненциально изменяющегося напряжения

1 1 уЪГ

U,.=u,e -:, (г! где и ; — показатель степени.

Из выражений (1) и (2) следует, что

На выходе масштабного усилителя

n„. вь х- + е (61

Т.е. на выходе 9 формируется напряжение, представляющее собой степенную функцию от входного.

По сравнению с устройством-прото. типом предложенное устройство обладает более широким диапазоном изменения показателя степени.

1086441

1086441

Составителв,O.Отраднов

Редактор М.Петрова Техред S.далекорей Корректор В.Гирняк

Заказ 2243/46 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4