Функциональный преобразователь

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий генеоатор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя, блок яороговых элементов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход - с управляющими входами первого и второго блоков управляемых резис торов, первый сумматор, первый вход которого через пербый блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с пер вым входом первого блока сравнения, второй фипьтр нижних частот, выход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения, а выход является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения его, преобразователь содержит управляемый фазовращатель и два демодулятора, при зтом вход преобразователя через первый блок управляемых резисторов соединен с вторым входом первого сумматора , выход которого соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя , выход генератора синусо (Л идального напряжения через управляемый фазовращатель соединен с первыми входами первого и второго демодуляторов , вторые входы первого и второго демодуляторов подключены соответственно к выходу генератора синусоидального напряжения и к выходу фазовращателя , выход первого демодулясо тора соединен с входом первого фильтра нижних частот, а выход второго демодулятора - с входом второго фильтра 00 нижних частот. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„1137488 A

4(51) 6 06 G 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3644488/24-24 (22) 27.0983 (46) 30.01.85. Бюл. У 4 (72) С. И. Сергейчик и А. В. 111мойлов (71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного .

Знамени политехнический институт им. С. M. Кирова (53) 681.3(088.8) (56). 1. Авторское свидетельство СССР

9 934502, кл. G 06 G 7/26, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3582064/24, кл. G 06 G 7/26, 15.04.83 (прототип) ° (54)(57) фуНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА-.

ТЕЛЬ, содержаший генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя, блок пороговых элементов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход — с управляющими входами первого и второго блоков управляемых резис торов, первый сумматор. первый вход которого через первый блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения. первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с пер вым входом первого блока сравнения, второй фильтр нижних частот, выход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного наПряжения, а выход является выходом преобразователя, .о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения его, преобразователь содержит управляемый фазовращатель и два демодулятора, при этом вход преобразователя через первый блок управляемых резисторов соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фазоф вращателя, выход генератора синусоидального напряжения через управляемый фазовращатель соединен с первыми входами первого и второго демодуляторов, вторые входы первого и второго демодуляторов подключены соответственно к выходу генератора синусо- фа идального напряжения и к выходу фазовращателя, выход первого демодулятора соединен с входом первого фильтра нижних частот, а выход второго демодулятора — с входом второго фильтра нижних частот.!

1 11374

Изобретение относится к аналого- ., вой вычислительной технике и может быть применено в счетно-решающих уст. ройствах различного назначения, где требуется приближенное моделирование

5 широкого класса функциональных зависимостей. (.

Известен функциональный преобразователь содержащий генератор сину" сондального напряжения, сумматор, блок сравнения, фазоповоротную схему, управляемый фазовращатель, линейный выпрямитель, фильтр нижних частот, дополнительный блок сравнения, блок масштабного преобразования, 5 блок пороговых элементов, четыре блока управляемых резисторов, амплитудный модулятор (1) .

Существенным недостатком данного устройства является необходимость преобразования входного напряжения постоянного тока в эквивалентное по величине гармоническое напряжение, Эта операция в данном преобразователе осуществляется контуром автоматического регулирования, включающим в себя амплитудный модулятор, линей- йый выпрямитель, фильтр нижних частот и блок сравнения. Необходимость суммирования четырех гармонических

30 напряжений в таком преобразователе приводит.к появлению трудноустранимых фазовых погрешностей. Наличие двух контуров регулирования также снижает точность такого преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий генератор синуса, выход которого соединен с фазовращателем и модулятором, выход фазовращателя через управляемый усилитель соединен с первым входом первого сумматора, выход модулятора соединен с вторым входом первого сумматора, вход преобразователя соединен с первым входом второго сумматора и с входом блока пороговых элементов, выход которого соединен с управляющими входами блоков управляемых резисторов, шина опорного напряжения через соответст вующие блоки управляемых резисторов соединена с вторым входом второго сумматора, с первым входом элемента сравнения и с входом третьего сумматора, выход первого сумматора через первый выпрямитель и первый фильтр соединен с вторым входом элемента

88 2 сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого усилителя, выход которого через второй выпрямитель, второй фильтр и блок управляемых резисторов, соединенные последовательно, соединен с входом третьего сумматора f2) .

Данное устройство также характе« ризуется недостаточной точностью и от носительной сложностью схемы формирования аппроксимирующих эллипсов.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение устройства, Цель достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя, блок пороговых элементов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход — с управляющими входами первого и второго блоков управляемых резисторов, первый сумматор, первый вход которого через первый блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй фильтр нижних частот, выход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого через второй блок управляемых резисторов соединен с шиной опорного напряжения, а выход является выходом преобразователя содержит управляе7 мый фазовращатель и два демодулятора, при этом вход преобразователя через первый блок управляемых резисторов соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход генератора синусоидального напряжения через управляемый фазовращатель соединен с первыми входами первого и второго демодуляторов, вторые входы первого и второго демодуляторов подключены соответственно к выходу генератора синусоидального напряжения и к выходу фазовращатейя, выход первого демодулятора соединен с входом первого фильт. ра нижних частот, а выход второго демодулятора — с входом второго фильтра нижних частот.

На фиг. 1 показана структурная схема функционального преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма напряжений, поясняющая его работу.

3 ll

Преобразователь содержит генератор

I синусоидального напряжения, -управляемый фазовращатель 2, демодулятор

3, фильтр 4 нижних частот, блок сравнения 5, сумматор 6, блок 7 управляемых резисторов, блок 8 пороговых элементов,.демодулятор 9, фильтр 10 нижних частот, блок 11 управляемых резисторов, сумматор 12, фазовраща тель 13.

Работа преобразователя основана на аппроксимации воспроизводимой функции кусками эллипсов на участках, на которые разбит диапазон изменения аргумента Х. Напряжения 0, соответствующие точкам разбиения воспроизводимой функции на участки аппроксимации, задаются блоком 8 пороговых элементов, который при достижении границы U xj очередного участка аппроксимации переключает резисторы блоков 7 и -11, меняя тем самым параметры аппроксимирующего эллипса от участка к участку. На выходе сумматора 6 формируется абсцисса функции относительно центра эллипса Х> для данного участка аппроксимации. В контуре регулирования, образованном блоками 2-3-4-5, формируется напряжение, соответствующее радиусу-вектору Og окружности с проекцией, равной 0 -Uxo фиг. 2). Вертикальная составляющая радиуса-вектора U выделяется демодулятором 9 (фазовращатель 13 осуществляет сдвиг на 90 ) и после сглаживания поступает через

37488 4 блок 11 задающий -нужный масштаб> на сумматор 12.

Постоянная составляющая функции

U задается блоком 1! от шины опорного напряжения.

Таким образом, данный преобразова тель реализует такую же аппроксимацию, что и прототип, но при этом имеет всего один контур автоматического регулирования, что существенно его упрощает, улучшает динамические характеристики преобразователя, статическую погрешность.

В предлагаемом функциональном преобразователе отсутствует ойерация суммирования нескольких гармонических

1 напряжений, которая вносит дополнительную погрешность в.преобразование, поскольку операционные усилители на несущей частоте генератора синусоидального напряжения имеют ограниченный коэффициент усиления и собственный фазовый сдвиг.

Блоки управляемых резисторов в данном преобразователе вынесены в цепь постоянного тока, что упрощает их схемную реализацию.

Таким образом, предлагаемый пре30 образователь обладжт более простой технической реализацией, позволяет .получить более высокую точность и быстродействие по сравнению с прототипом, что и определяет технико-экономический эффект от использования изобретения.

1137488

Закаэ 1052б/37

Тираж 710 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам и9обретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал IIHII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Осипов

Редактор М. Циткина Техред Т.Фанта Корректор С. Шекмар