Аппроксимирующий функциональный преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зло С06С726

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTMA (21) 3582064/ 18-24 (22) 19.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. l! 27 (72) С.И.Сергейчик (7!) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. С.M.KHðoâà (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР !!< 1003107, кл. С 06 С 7/26, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

934502, кл. G 06 С 7/26, 1980 (прототип). (54)(57) АППРОКСИМИРУ10ЩИЙ ФУНКЦИОНАЛЬ

НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор синусоилального напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя и с входом питания амплитудного модулятора, выход которого соединен с первь<м входом первого сумматора, блок пороговых элементов, первый вход которого является входом преобразователя, второй вход подключен к шине опорного напряжения, а выход соединен с управляющими входами четырех элементов с управляемой проводимостью, первый выпрямитель, выход которого через первый фильтр соединен с первым входом блока сравнения, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения

„„SU„„1104542 А точности и упрощения, преобразователь содержит второй и третий сумматоры, второй выпрямитель, второй фильтр и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, при этом шина опорного напряжения соединена через первый элемент с управляемой проводимостью с первым входом второго сумматора, а через второй элемент с управляемой проводимостью — с вторым входом блока сравнения, вход преобразователя соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с информационным входом амплитудного модулятора, выход фазовращателя через усилитель. с управляемым g коэффициентом усиления соединен с вторым входом первого сумматора и с входом второго выпрямителя, выход С" которого через последовательно соединенные второй фильтр и третий элемент с управляемой проводимостью соединен с первым входом третьего

»®< сумматора, второй вход которого через четвертый элемент с управляемой проводимостью соединен с шиной опорного напряжения, выход третьего сум-, матора является выходом преобразона- 4" теля, выход первого сумматора соединен с входом первого выпрямителя, выход блока сравнения соединен с управляющим входом усилителя с управляемым коэффициентом усиления.

1104542

113

«Ой вычис Il!тел1 ной технике I мож. т найти примpнение в счетно-рс шающиx у< тройствлх рлзличнОГО 1<а 1нлчеп<<я где требус тс я восптра 1зведение широкого класса нели«ейнь<х зависимостей путем нх «усочной аппроксимации дугами <:: тральных кривых в гараго парядI<

11звс стен IlpQ< бразователь, формирующий напряже«ие, изменяющееся по закос<у з<плипса, произвольно расположен нь<й< на плоскости. В нем реализуется векторно- электрический метод формирования функций (1 ).

Однако указанный преобразователь не мажет обеспечить реализацию сложной функции, параметры аппракс:имации которой меняются от интервала к инl0 тервалу. 20

Наиболее близким к изобретению является аппроксимирующий функциональный преобразователь, содержащий генератор синусоидального напряжения, сумматор, блок сравнения, фазовращатель, блок преобразования напряжения в фазу, выпрямитель, фильтр нижних частот, дополнительный блок сравнения, блок масштабного преобразава< ия, блок пороговых элементов, четыре блока с управляемой проводимостью, амплитудный модулятор, информационный вход которого соединен с выходом генератора спнусоидального напряжения, а выход подключен к первому

35 входу сумматора, информационный ахоп, блокз преобразования напря;кения в фазу соединен с выходом генератора синусоидальногс напряжения, а управляющий вход подключен к выходу блока сравнения, выход сумматора соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидальнаго напряжения, информационный вход первого бло45 ка с управляемой проводимостью соединен с выходом блока преобразования напряжения в фазу, а выход — с BTopbl!I входом сумматора, информационныи вход второго блока с управляемой проводимостью подключен к выходу ге50 нера; ора синусоида ьнога (\а<пряжения а в< ход — к третьему входу сумматора, вход фазовращателя соединен„ с выходом генератора синусоидального напряжения, а выход через третий блок с управляемой проводимостью — г чствертым входам сумматора, выход сумматора через четвертый блок с управлясмой проводимостью соединен с входом ьлока масштабного преобразования выход Kotopol О яезляс .тс я ВьtxojIQM

lIp<- Образователя, выход амплитудноГо модулятора через погледовательно соедине нные линейный выпрямитель фильтр нижних частот соединен с первьм входом дополнительного блока сравнения, выход которого подключен к управляющему входу амплитудного модулятора, второй вход дополнительноl.o блока сравнения является входом преобразователя и соединен с первым входом блока пороговых элементов, второй вход которого подключен к шине опорного напряжения, а выходы к управляющим входам каждого из четырех блоков с управляемой проводимостью (2 1.

Недостатком известного функционального преобразователя является наличие инструментальной ошибки, обусловленной тем, что блоки г управляемой проводимостью включены в цепи переменного тока. В качестве коммутирующих элементов в таких блоках используются, как правило, МОП-транзисторы, имеющие достаточно большие паразитные емкости, чта приводит к появлению дополнительной, в основном фазовой, погрешности у напряжений, поступающих на вход суммирующего усилителя, Другая составляющая ошибки, вносимой МОП-транзистором, включенным в цепь переменного тока, обусловлена наличием у него модуляции величины сопротивления канала ключа вследствие переменного характера напряжения на истоке. Для устранения этой составляющей погрешности приходится дополнительно усложнять схемы коммутирующих элементов, например, параллельным включением пары КМОП-транзисторов, управляемых разнополярными напряжениями.

Дополнительные сложности в данном функциональном преобразователе возникают из-за необходимости точного суммирования четырех гармонических напряжений.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение преобразователя.

Цель достигается тем, что аппроксимирующий функциональный пресбразсватель, содержащий генератор синусоидального напряжения, выход которого

1 104542 соединен с входом фазовращателя и с входом питания амплитудного модулятора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, блок пороговых элементов, первый вход которого является входом преобразователя, второй вход подключен к шине опорного напряжения, а выход соединен с управляющими входами четырех элементов с управляемой проводимостью, первый выпрямитель, выход которого через первый фильтр соединен с первым входом блока сравнения, содержит второй и третий сумматоры, второй выпрямитель, второй фильтр и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, при этом шина опорного напря- жения соединена через первый элемент с управляемой проводимостью с первым входом второго сумматора, а через второй элемент с управляемой проводимостью — с вторым входом блока сравнения, вход преобразователя соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с информационным входом амплитудного модулятора, выход фазовращателя через усилитель с управляемым коэффициентом усиления соединен с вторым входом первого сумматора и с входом второгб выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные второй фильтр и третий элемент с управляемой проводимостью соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого через четвертый элемент с управляемой проводимостью соединен с шиной опорного напряжения, выход третьего сумматора является выходом преобразователя, выход первого сумматора соединен с входом первого выпрямителя, выход блока сравнения соединен с управляющим входом усилителя с управляемым коэффициентом усиления.

На чертеже представлена схема аппроксимирующего функционального преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 синусоидального напряжения, фа.зовращатель 2, амплитудный модуля" тор 3, сумматор 4, выпрямитель 5, фильтр б, усилитель 7 с управляемым коэффициентом усиления, блок 8 пороговых элементов, элементы 9-12 с управляемой проводимостью, выпрямитель

13р фильтр 14, сумматоры 15 и 16, блок 17 сравнения.

Преобразователь реализует на интериапах аппроксимации (U„, U<,1 уравнение эллипса с параметрами:

Ц .; Π— координаты центра элxoj moj

5 липса на 1-м интервале аппроксимации функциир

0 . U1,. — полуоси эллипса íàj — м а I интервале, R =01, 0 ° — коэффициент аффинного а1 подобия.

Преобразователь работает следующим образом.

С помощью элементов 9-12 с управ ляемой проводимостью, величины которых изменяются программно, в зависимости от вопроизведения функции, на каждом участке аппроксимации устанавливаются требуемые параметры эллипса. Выходное напряжение сумматора

15 равно U — U>z, на задающий вход блока 17 сравнения поступает величина О, в результате регулиро(м1э вания коэффициента усиления усилите25 ля 7 на выходе сумматора 4 вырабатывается векторное напряжение, модуль которого равен Uп.. Вертикальная а1 составляющая вектора, снимаемая с выхода усилителя 7, после выпрямлещ ния, сглаживания и необходимого масштабного преобразования поступает на выход в качестве ординаты функции на )-м участке. При этом на каждом участке аппроксимации .при изменении

35 аргумента U напряжение на выходе

Х сумматора 4 представляет собой радиус-вектор окружности, величина которого равна горизонтальной полуоси эллипса Оа.. С помощью элемента 11 а1 °

40 с управляемой проводимостью вертикальная составляющая (ордината) окружности умножается на коэффициент аффинного подобия К1, а с помощью элемента 12 с управляемой проводи45 мостью и сумматора 16 к ней добавляется ордината центра эллипса О 10 .

При достижении границы j -ro интервала срабатывает очередной пороговый элемент блока 8, и в схеме уста50 навливаются параметры эллипса, относящиеся к (ji<) -му интервалу.

Как следует из описания, в преобразователе все элементы с управляемой проводимостью включены в цепь постоянного тока, что позволяет сушегтвепно уменьшить погрешности и повысить точность преобразователя.

Составитель Г.Осипов

Редактор В.Иванова Техред Т.Дубинчак Корректор В.Синицкая

Заказ 5264/37 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 3 1104542

Кроме того, в отличие от известного устройства в предлагаемом преоб-, разователе нестабильность амплитуды выходного напряжения генератора синусоидального напряжения не влияет на точность функционального преобразования, что позволяет использовать более простые схемы указанных генераторов.

Таким образом, предлояенш и функциональный преобразователь позволя ет получить более высокую точность преобразования, упростить схемную реализацию ряда элементов его структурной схемы по сравнению с прототипом, что и определяет технико-экомический эффект от использования изобретения.