Функциональный преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

° K AhTOICNOA43r CSH@6YMbCTSV

Союз Соевтсюа

Соцмалмстнчесюа респубпн (ii) 652573 (6l) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) 3аявлено 1 9.07 76 (2т) 2385696/18-24 с присоединением заявки Мй (51) М. Кл, G 06 G 7/26

Гевудзрзтвенаий таютет

СССР в двмм юзебретееа а еткРМВ (23) ПриоритетОпубликовано 15.03.79 Бюллетень %10 (5З) УДК 68.1. 335. . 8 1 3(088.8) Дата опубликования описания 19.03.79

1 % (72) А т р

72 Авто ы изобретены»

H. И. Корсунов, Е. В. Корсунова и И, И. Смипянский

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (71) Заввитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах, в приборах. и устройствах автоматики и измерительной техники. 3

Известны устройства дпя воспроизведения функций, реапизукяпие метод ir6rrrrноминальной аппроксимации, в которых для получения степенных функций исполь эуется соединение широтно-импульсного та модулятора с группой амплитудных модур fx).

Наиболее близким техническим решением является функциональный преобразователь, содержащий интегратор, вход которого через первый масштабный резистор соединен со входом преобразователя и через второй масштабный резистор - с выходом стабилизатора, вход стабилизатора соединен с выходом операционного усилителя, вход которого через третий масштабный резистор соединен с выходом интегратора, через четвертый масштабный

2 резистор - co входом преобразователя и через пятый масштабный резистор - с выходом стабилизатора, выходной усилитель,, в цепи обратной связи которого вкпючен шестой масштабный резистор, вход выход- ного усилителя через первый входной масштабный резистор соединен с выходом источника опорного напряжения и через второй входной масштабный резистарсо входом преобразователя (21.

Недостатком указанных устройств rra ляется сложность структурной схемы и большое количество входяших в них сложных блоков.

Предложенный функциональный преобразователь, с ц лью упрощения его струк-. туры, содержит фильтры и управляемые фаэочувстви тельные выпрямители, выход каждого иэ которых соединен со входом соответствутошего фильтра, йервые выходы всех фильтров через соответствутощие входные масштабные резисторы соединены со входом выходного усилителя, второй выход каждого фипьтра соединен со вхо дом последующего фазочувствитепьного выпрямителя, вход первого управляемого фазочувствитепьного выпрямителя соединен с выходом инъегратора, а уцравляюГ щие входы всех управляемых фазочувствительных выпрямителей соединены с выходом отабипизатора.

На чертеже дана схема функционально го преобразователя. Функциональный преобразователь, содержит интегратор 1, вход которого через первый масштабный резистор 2 соединен со входом преобразователя н через второй масштабный резистор 3 - с выходом стабилизатора 4.

Вход стабилизатора 4 соединен с выходом операционного усилителя 5, вход которого через третий масштабный ре-, зистор 6 соединен с выходом интегратора 1, через четвертый масштабный резистор 7 — со входом преобразователя и через пятый масштабный резистор О— с выходом стабилизатора 4, выходной усипитепь 9, в цепи обратной связи которого включен шестой масштабный резистор 10, вход выходного усипитепя

9 через первый входной масштабный резистор 11 соединен с выходом источни. ка опорного напряжения 12 и через второй входной масштабный резистор 13— со входом преобразователя. Кроме того, : oH содержит фильтры 14 - 14,„и управпяемые фазочувствнтепьные выпрямнтепи

15 - 15,. Первые выходы всех фипьтров

14 - 14 через соответствующие вход4 ные масштабные резисторы 1 - 16„, соединены со входом сумматора 9.

Функциональный преобразователь работает спедующим образом.

Заданная нкция аппроксимируется конечным пониномом

1() ар+а4Х а2Х a хп п

При Отсутствии вхОднОгО сигнала Q к операционный усипитепь 5, работающий в режиме компаратора, находится s одном из двух устойчивых состояний, например, + U . Это приводит к появпению на выходе интегратора 1 линейно - умень

Ф шающегося напряжения, скорость котоцк рого Ц вЂ”, ..Когда выходное

1 наифяжение интегрирующего усилителя дои

4 .тигнет величины О * ., (где з

R,Я и R — сопротивления соответствую. - щих резисторов), равной порогу срабатывания компаратора, на выходе усилителя

5 появляется напряжение - Ок . Выходное напряжение интегратора 1 теперь линейно

3 возрастает до величины +ОО, при достижении которого компаратор переключается в исходное состояние. Средние значения напряжений на выходе интегратора

1, усилителя 5 и управпяемых фазочувст36, витепьных выпрямителей 15-1;!".;, 15» и равны нулю. Значение функции, пропорциональное Фо устанавливается с помощью входного масштабного резистора 13- на. выходе выходного усилителя 9, подкпючен13 ного к источнику опорного напряженияО

При появлении попожитепьного сигнала

LI< и первоначапьном положительном напряжении на выходе усилителя 5 скорость интегрирования будет равна

4 Яа

Uc=Rc Ок а ц1 где R u R — сопротивненне соответствен3 но резисторов 3 и 2, C — емкость конден сатора интегратора 1. При отрицательном начальном напряжении на выходе усипитепя 5 порог срабатывания компаратора, выпопненчого на усилителе 5, равен

6 7 при начальном положительном напряжении на выходе y ñmëèòåíÿ 5; ипи

Я б

Я М х

8 У при начальном отрицатепьном напряже40 нии на выходе усипнтепя 5. йпитепьность положительного импупь са на выходе усипитепя 5 определяется соотношением= © Ъ

1 к я Uõ

Ъ а

° — т

ta дпительность oTptfttaTenbHoro нмпупьса20 Я („

»

Я

Ц

Период напряжения на выходе усилителя

55 5 равен

4 Uр а ц — — О к м а) 5 652573

Среднее значение выходного напряжения управляемого фазочувствительного выпрямителя 15-1 определяется апгебраической суммой площадей треугольников напряжений, отнесенной к периоду S генерируемого напряжения. Высоты треугольников равны порогам срабатывания компаратора0 или О, а основанияопредепяются временем интегрирования от соответствующего уровня до нупя со 46 скоростью U или LI

1а

Таким образом, среднее значениевыходного напряжения фаэочувствнтельного вы-: прямителя 15-1 определяется соотношением!

5 3 б

Я 2 lie 2 ВЫИСР ц U„*K,U„, т.е. пропорционально второй степени не,зависимой переменной. Это напряжение снимается с фильтра 14-1 и подается на вход фазочувствитепьного выпрямителя

15-2. Вид выходного напряжения фазочувствительного выпрямителя 15-2 под бен BbIxogHQ напряжению QcHHHTBJIB 25

5. Поэтому среднее значение напряжения на выходе фазочувствитепьного выпрямитепя 15-2 пропорционально третьей степени независимой переменной

Q 3

Ъых.ср " к

Ъ и снимаетсн с выхода фильтра 14 2.

Анапогично напряжение на выходе фильтра 14-(м+1) фазочувствитепьного выпрямителя 15-(1+1), вход которого

35 подсоединен к выходу фильтра 14-1, а управииощий вход - к выходу стабилизатора 4, пропорционапьно (j+2) степени независимой переменной U если среднее

46 напряжение фазочувствительного выпрямителя 15- 3 процорционапьно (а+1) степени независимой переменной U . (i+2)

Эых.ср <1 р<х

Таким образом, включение в схему дополнительно одного фазочувствительного выпрямителя с фильтром на выходе позволяет получить следующий член степенного попиномв. Ю

Суммируя на выходном усилителе 9 выходные напряжения, снимаемые с филь ров 14-1;..14-,rl управпяемых фазочувствительных выпрямителей 15-1„... 15- II, входной сигнап U и опорное напряжение

Q „с весовыми коэффициентами, определяемыми сопротивлениями входных масшвабйых резисторов 16-.1, ..., 1 6-И, получиъ. выходное напряжение, пропорциональное сумме степеней независимой переменной

tI

"алых= СМ; 0„

Фазочувствитепьные выпрямители могут быть выполнены на интегральных усилителях. Применение в преобразователе фаэочувствитепьных выпрямителей на операционных усилителях и фипьтров позволяет упростить схему преобразоватепя.

Формула изобретения

Функционапьный преобразоватепь, содержащий интегратор, вход которого через первый масштабный резистор соединен со входом преобразоватепя и через второй мЪсштабный резистор — с выходом стабилизатора, вход стабипиэатора сое динен с выходом операционного усипитепя, вход которого через третий масштабный резистор соединен с выходом интегратора, через четвертый масштабный резистор - со входом преобразователя и через пятый масштабный резистор - с выходом стабипизатора, выходной усипитепь, в цепи обратной связи которого включен шестой масштабный резистор, вход выходного усипитепя через первый входной масштабный резистор соединен с выходом источника опорного напряжения и через второй входной масштабный резистор — со входом преобразоватепя, о ти и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью упрощения, он содержит фильтры и управпяемые фаэочувствительные выпрямители, выход каждого из которых соединен со входом соответствующего фильтра, первые выходы всех фильтров; через соответствующие входные масштабные резисторы соединены со входом выходного усилителя, второй выход каждого фипьтра соединен со входом последующего управляемого фазочувствитепьного выпрямителя, вход первого управляемого фаэочувствитепьного выпрямитепя соединен с выходом интегратора, а управпаощие: входы всех управляемых фазочувствитепьных выпрямителей соединены с выходом стабилизатора.

Источники информации принятые so внимание при экспертизе

1, Авторское свидетепьство СССР

Ж 364942, кп. G 06 У 3/00, 1972.

2. Смопов В, В. Аналоговые вычислительные машины. М., Высшая школа, 1972, с. 252-253..

652573

Составитель О. Сахаров

Редактор В. Чирков Техред С, Мигай Корректор Л. Небола

Заказ 1062/46 Тираж 779 Подписное

0НИИПИ 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