Способ степенного преобразования аналогового напряжения

 

СОКИ COBETCHHX

ИМ С Ш

РЕСПУБЛИК

0Ю (И) А з(ю с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТЬЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3409189/18-24 (22) 26.03.82 (46) 07.06.84. Бюл. Р 21 (72) A.À.Ãoðîäóëèí, В.К.Кушнерев и А.В.Ряженов (53) 681.335(088.8) (56) 1. Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины. М., "Высшая школа", 1972, с. 253.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 811291, кл. G 06 G 7/20, 1977. (54)(57) СПОСОБ СТЕПЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ, основанный на формировании эксноненци>ально убывающего во времени напряжения, формировании основного интервала времени Т., от начала экспоненциально убывающего во времени напряжения до момента еро равенства входному аналоговому напряжению,формировании первого дополнительного интервала времени, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности при воспроизведении степенных рядов, формируют (11-1) дополнительных интервалов времейи,причем каждый дополнительный интервал времени формируют с момента начала формирования зкспоненциально убывающего во времени напряжения, длительность каждого дополнительного интервала времени выбирают равной Т где

0

2 — и (и- число членов степенного ряда), в конце основного и каждого иэ дополнительных интервалов времени формируют импульс фиксированной длительности с амплитудой,зкспоненциально убывающей во времени, начальное значение которой выбирают Е равным значению экспоненциально убывающего во времени напряжения в момент окончания соответствующего интервала времени, каждый из сформированных импульсов масштабируют в соответ1 и ствии с коэффициентом соответствующего члена формируемого степенного ряда,и полученные импульсы осредняют, 1096661

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к способам получения степенных зависимостей, и может быть использовано в измерительных устройствах для полу- 5 чения линейной зависимости выходного сигнала от нелинейного входного параметра.

Известен способ функционального преобразования сигнала s степенной 10 ряд, основанный на формировании импульсов путем выборки из ряда экспоненциально изменяющихся во времени напряжений в моменты времени, соответствующие равенству мгновейных значений входного сигнала опорному экспоненциально изменяющемуся напряжению с последующим осреднеиием полученных импульсов (1g, Недостатком способа является боль- 20 шая суммарная погрешность в воспроиз ведении всего рНда из-за наличия це.лого ряда генераторов экспоненциального напряжения.

Известен также способ степенного 25 преобразования напряжения, основанный на формировании экспоненциально убывающего во времени напряжения, формировании основного интервала времени, сравнении входного напряжения с экспо-З0 ненциально убывающим во времени напряжением, формировании дополнительного интервала времени, длительность которого выбирают в соответствии с требуемым показателем степени 12) .

Недостатками известного способа являются низкие быстродействие и точность при воспроизведении степенных рядов.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности при воспроизведении степенных рядов, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу степенного преоб-45 разования аналогового йапряжения, основанному на формировании экспоненциально убывающего во времени напряжения, формировании основного интервала времени Т> от ыачала экспоненциально убывающего во времени напря50 жения до момента его равенства входному аналоговому напряжению, формировании первого дополнительного интервала времени, формируют (М - 1) дополнительных интервалов времени, причем каждый дополнительный интервал времени формируют с помента начала формирования экспоыенциально убывающего во времени напряжения, длительность каждого дополнительного интервала времени выбирают равной Т,;,где i 2 n (и - число членов степенного ряда), в конце основного и каждого из дополнительных интервалов времени формируют импульс фиксированной длительности с амплитудой, экспоненциально убывающей во времени, начальное значение которой выбирают равным значению экспоненциально убывающего во времени напряжения в момент окончания соответствующего интервала времени, каждый из сформированных импульсов масштабируют в соответствии с коэффициентом соответствующего члена формируемого степенного ряда, и полученные импульсы осредняют.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа, на фиг.2 — диаграммы работы устройства.

Устройство содержит генератор опорного экспоненциапьно убывающего во времени напряжения, блок 2 сравнения, времяимпульсный блок 3, блок

4 включения, масштабный блок 5 и фильтр 6.

Устройство раббтает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает опорное экспоненциально убывающее во времени напряжение о амплитудным значением 0+, превышающим величину входного сигна- лаОвх,и периодом следования меньшим периода входного сигнала. Это напря; жение подается на первый вход блока сравнения, на второй вход которого поступает входной сигнал, представляющий собой функцию, моделируемую степенным рядом вида количество членов которого выбирается исходя из требуемой точности воспроизведения заданной функции. С момента появления опорного напряжения

Я =0) блок сравнения вырабатывает напряжение определенной (например, положительной} полярности Ug< и времяимпульсный блок производит измерение времени, вырабатывая напряжения, поддерживающие ключи К4 « К, блока включения в закрытом состоянии.

В момент времени 1 равенства входного и оп(фного экспоненциаль25 откуда

Ве ц.. " . (З)

11 (;-4) о

Проходя через масштабный блок, 30 импульсы усиливаются до амплитуд, определяемых коэффициентами членов

1 ряда 1; У; е. е, и затем сумо о мируются фильтром 6> осуществляя моде. З5 лирование ряда в;

"вых-+ " Оел ° — — 40

Как следует иэ формулы (3), ампли. туды выходных импульсов не зависят

3 1096 но убывающих напряжений Ц и тл ех о полярность напряжения на выходе блока сравнения изменяется и времяимпульсный блок, имеющий информацию о величине 1,, производит отсчет промежутков времени Т, равных произведениям T =4 5 ° .„Т; 6; д где И„... п; — показатели степени соответствующих членов моделируемо- .1р го степенного ряда. В момент времени T4,...Ò времяимпульсиый блок вырабатывает фиксированные по длительности импульсы напряжений, которые поочередно открывают ключи

К - К;, осуществляя выборку импульсов из опорного экспоненциально убывающего напряжения с амплиту, -д,6, даи 0 О Е " (2). о 20

Из формул (1) и (2) следует,,что

"s i 0;

„-=-Ь вЂ” = — En —, 2 Од п„0о

661 4 от показателя степени ь опорного экси поненциально- убывающего напряжения в случае, если значение ь сохраняется

f в течение времени Т=О,...,Т (одного такта воспроизведения).При изменении в В раз ((=B )

А

Вх ое

7 а n;t, 0;=цое

И т.е. значение выходного напряжения

u "-

О что обуславливает погрешность воспроизведения.

Изменение величины ь в сущести вующих генераторах экспоненциальных напряжений, построенных на базе

RC-цепей, в основном происходит за счет температурного изменения величины емкости. Эти изменения в силу большой температурной инерционности конденсаторов даже при резком изменении температуры происходят весьма медленно, в течение десятков секунд, в то время,, как период опроса одной экспоненты составляет сотые доли секунды. Таким образом, на период опроса по" казатель степени экспоненты о можно считать практически постоянным (В-1) а погрешность, вносимую его изменением, пренебрежимо малой.

Точность устройства определяется в основном точностью поддержания величины опорного экспоненциального изменяющегося напряжения и составляет 1-1,5Х.

Повышение точности моделирования степенного ряда позволяет сократить

„количество экспериментов.

1096661

Составитель Н.Зайцев

Техред А.Ач : Корректор И.Эрдейи

Редактор О.Юрковецкая

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

Заказ 3823/37 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5