Функциональный преобразователь

 

Союз Советсккк

Социалистических

Республик

581473

M. Кл.

G06 6 7/26

Гьщьрьтььььыь 00II707

Вьььть Мььььтроь ВСбу ьа дььью ьь00рьтьььь ь ЬтьрктьЬ

УДК 681. 335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А .В.Гвоздев, Е.Г.Мазур и В.П.Шарай

Запорожский машиностроительный институт им.В.Я.Чубаря

Pl) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ОПИС

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ (6l) Дополнительное (22) Заявлено 070275 с присоединением зая

{23) Приоритет— (43) Опубликовано 25 (45) Дата опубликова

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны функциональные преобразователи, основанные на кусочной аппроксимации функций, содержащие нелинейные элементы и сумматор. Выходы не- линейных элементов подключены к сумматору, величина наклона и значения функции в узлах аппроксимации задаются с помощью соответствующих потенциометров tl) .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является функциональный преобразователь, содержащий дифференциальные операционные усилители, неинвертирующие входы которых подключены ко входам преобразователя по опорному напряжению, а выход каждого дифференциального операционного усилителя соединен с одним выводом соответствующего коммутирующего диода, и реэисторный делитель напряжения (2).

Недостатком известных преобразователей является невысокая точность работы, так как погрешность каждого по. следующего участка аппроксимации зависит от погрешности воспроизведения предыдушего участка.

Целью изобретения является точность воспрои з ведени я функции .

Это достигается тем, что реэистор8 ный делитель напряжения включен между входом и выходом преобразователя, инвертирующие входы дифференциальных операционных усилителей соединены последовательно с соответствующими вы(О водами резисторного делителя напряжения, а другие выводы, коммутирующих диодов подключены к выходу преобразователя. ,На чертеже представлена блок-схе15 ма предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит резисторный делитель напряжения 1, выполненный на резисторах 2 — 2д, коммутирующие диоды 3i — Зл < дифференцналь20 ные операционные усилители 4 — 4 „

На инвертирующие входы 5 всех усилителей подаются напряжения с соответствующих выводов делителя 1, а неинвертирующие входы 6 соединены с входас>g ми преоораэователя по опорному напряжению.

Количество нелинейных элементов определяется видом воспроизводимой функции. Выходы усилителей через со л30 ветствующие коммутирующие лиолы п 1л581473 ключены к выходу преобразователя (к нагрузке 7).

Преобразователь работает следующим образом.

При входном напряжений-u.sa e - Ое„„ я при наличии отрицательных опорнйх напряжений на неинвертирующих входа

6 всех операционных усилителей, ком мутирующие диоды 31 — 3n-+ закрыты, цепи обратной связи усилителей разом- 1й кнуты, на выходах операционных усилителей имеется напряжение насыщения, Ни один из усилителей 4 — 4,.< не работает на нагрузку, т.е. начальный участок, функции воспроизводится путем,к прямой передачи входного напряжения на выход через делитель 1. Когда отрицательное напряжение — U>z достигает такого значения, что напряжение на входе усилителя 44 становится равным опорному напряжению - U, Усилитель4 скачком выходит из насыщения,,а диод 3» открывается. В усилителе 4 замыкается цель обратной связи, роль которой выполняет резистор 2

Образуется активный нелинейный элемент, cooToÿöèé из дифференциального операционного усилителя 4, резистора 2 обратной связи, входного резистора, образованного последовательным соединением резисторов .2 — 2„, и диода 3 . Усилитель 4 начйнает ра6отать на нагрузку 7, передавая напря-жение на выход в соответствии со значением отношения сопротивлений резистора обратной связи и входного резис- 35 тора, т.е. воспроизводится следующий участок функции. При этом напряжение на входе 5 усилителя 4 поддерживается фиксированным и равным - U „, не-, зависимо от изменения входного напря- 40 жения. Когда отрицательное входное напряжение достигает такого значения, при котором напряжение йа входе 5 усилителя 4 становится равным опорному напряжению — 0р„, поданному на оп вход 6 того же усилителя, усилитель

4 2 скачком выходит из насыщения, диод 32 открывается, н усилителе 4 2 замыкается цепь обратной связи, образованная резисторами 2 и 22. Усили- р тель 4 начинает работать на нагруз2 ку 7 в соответствии с соотношением сопротивлений резисторов цепи обратной связи входного.

Образуется следующий активный не- ® линейный элемент, с помощью которого воспроизводится следующий участок функции. Включение усилителя 4 вызывает увеличение потенциала на входе 5 усилителя 4<„ Когда он станет более положительным, чем опорное напряжение - 9 „,, усилитель 4 скачком снова возвращается в отрицательное насыщение, и диод 3 закрывается

Усилитель 44 автоматически отклю чается от нагрузки.

Таким образом, дифференциальные операционные усилители включаются! и от ключаются автоматически s зависимости от значения входного напряжения

Выходное напряжение преобразователя формируется на отдельных участках отдельными нелинейными элементами, выбор которЫх осуществляется автомати чески.

Можно показать, что погрешности

3-го нелинейного элемента проявляются в пределах одного-двух узлов аппроксимации. Следовательно, использование предлагаемого преобразователя обеспечивает по сравнению .с аналогичными преобразователями повышенную:точ ность воспроизведения заданной функциональной зависимости.

Формула изобретения ,. Функциснальный преобразователь, содержащий дифференциальные операционные усилители, неинвертирующие входы которых подключены ко входам преобразователя по опсрному напряжению, а выход каждого дифференциального операционного усилителя соединен с одним выводом соответствующего коммутирующего диода, и резисторный делитель напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций, резисторный делитель напряжения включен между -входом и выходом преобразователя, инвертирующие входы дифференциальных операционных усилителей соединены последовательно с соответствущими выводами реэисторного делителя напряжения, а другие выводы коммутирующих диодов подключены к выходу преобразователя, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Альперович 3.Э. и др. Универсальный функциональный преобразователь — АктуальныЕ вопросы технической кибернетики Наука, 1972.

2. Авторское свйдетельство СССР

М 373532, кл. 6 06 G 7/26, 1964.

581473

Олп., Составитель Л.Шелипова

Техред Э.Чужик Корректор С.Гарасиняк

Редактор А.Бер

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

Заказ 4579/38 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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