Функциональный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соци алистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010278 (21) 2576333/18-24. (51)М. КЛ.

G 06 G 7/26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

ССС P но делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,06.80, Бюллетень )4о 24

Дата опубликования описания 3006.80 (53) УДК 681 335. .813(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Ф. Бахмутский и В.С. Якушев (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (54) |ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области вычислительной и информацибнно-изме рительной техники и может быть использовано в аналоговых и гибридных иэмерительно-вычислительных комплексах .

Известен функциональный преобразователь, содержащий генераторы ступенчатого напряжения, генераторы импульсов, две группы многозначных запоминающих элементов, многозначный потенциальный элемент, блок выделения временных интервалов и матрицу совпадений (1), К недостаткам такого преобразователя относятся узкий частотный диапазон преобразуемых сигналов и низкая точность воспроизведения функЦий е

Наиболее близким к изобретению техническим решением является функциональный преобразователь, содержащий коммутатор; выходы которого соединены со входами соответствующих 25 элементов памяти, генератор ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым и вторым управляющими входами мнс)гозначных запоминающих элементов и первым входом многоэначг ного потенциального элемента, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов и третьими управляющими входами многозначных запоминающих элементов, первый выход . многоэначного потенциального элемен- та связан с первым выходом преобразователя, а его второй выход является вторым выходом преобразователя (2).

Недостатками такого преобразователя являются сложность структуры и узкий частотный диапазон.

Цель данного изобретения †упро- щение преобразователя и расширение частотного диапазона сигналов.

Указанная цель достигается тем, что функциональный преобразователь содержит счетчики, умножитель частоты, формирователь, дополнительный коммутатор, блок управления, функциональный генератор и масштабный блок, вход которого является входом преобразователя, а его выход непосредственно соединен со входом коммутатора и через формирователь со входами умножителя частоты и блока управления. Выход умножителя частоты соединен с входом первого счетчика, выходы которого связаны с управляющи744640 ми ахолами коммутатора, выходы блока управления — со входами второго счетчика, генератора импульсов и управляющими входами элементов памяти, второй выход генератора импульсов со входами генератора ступенчатого напряжения и функционального генератора, выход которого соединен.с управляющим входом многозначного по тенциального элемента. Выходы второго счетчика связаны с управляющими входами дополнительного коммутатора,,выход которого является первым выходом преобразователя, выходы элементов памяти — со входами соответствующих многозначных запоминающих элементов, выходы которых подключены к входам дополнительного коммутатора.

На чертеже пРедставлена схема предлагаемого функционального преобразователя, Функциональный преобразователь содержит масштабный блок 1, формиро а àòåë 2„ умножитель 3 частоты, первый счетчик 4, выполняющий функции распределителя, коммутатор, аналогового типа, выполненный на масштабных преобразователях 5 -5„ фазы в напряжение, элементы 6 -6„ памяти, функциональный генератор 7, многозначные запоминающие элементы 8 -8ц, выполненные на масштабном преобразователе

9 фазы в напряжение и масштабном преобразбвателе 10 напряжения в фазу, генератор 11 ступенчатого напряжения, генератор 12 импульсов, многозначный потенциальный элемент 13, выполненный на масштабном преобразователе 14 напряжения в фазу и масштабном преобразователе 15 фазы в напряжение, дополнительный коммутатор аналогового типа, выполненный на масштабных преобразователях 16 -16„ фазы в напряжение, второй счетчик 17, блок 18 упр авлени-я.Функциональный преобразователь работает следующим образом, На вход масштабного блока 1 подается некоторый периодический сигнал (например, синусоидальный), который предварительно им обрабатывается (масштабируется, приводится к нормированному диапазону измерения). С выхода масштабного блока 1 сигнал поступает на коммутатор, выпблненный на преобразователях 5„ -5„, и Формирователь 2. Последний синхронизирует работу всего устройства через бЛок

18 управления и выделяет период Т входного сигнала. Умножитель 3 час - тоты осуществляет умнощбние частоты входного сигнала, т:е, деление выделенного периода Т на некоторое число-п, определенное расчетным путем из условия допустимой методической погрешности преобразования. Полученная частота с выхода умножителя 3 частоты поступает на первый счетчик

4 с и выходами, который управляет первым коммутатором. Коммутатор, с целью обеспечения структурной однородности устройства, построен на базе масштабных преобразователей 5„ 5 о фазы в напряжение. Иасштабные преобразователи 5< -5„ в моменты времени определяемые первым счетчиком 4, коммутируют соответствующие мгновенные значения U; входного сигнала на входы соответствующих элементов

6 -6„ памяти. Элементы 6« запоминают входной сигнал в п точках перио,да Т, причем время хранения a t полученной информации каждым элементом 6i определяется временем такта выборки и запоминания (t< ) ее соответствую15 щим многозначным запоминающим элементом 8;, ett . B sr такта выборки з и запоминания t в силу принципа раз боты многозначных запоминающих элементов 8„ -8„, в свою очередь, опреЩ деляется периодом Т, развертывающего . напряжения генератора 11 ступенчатого напряжения, т.е. (tg )„„,„„= Т „, Т в общем случае Т„, Наличие оперативной памяти (6 -6 ) позволяет снизить требования по быстродействию к долговременной памяти на многозначных запоминающих элементах 8 -8„. В процессе обработки входного сигнала элементы 6 -6„ периодически обнуляются с выхода блока 18 управления

С выходов элементов 8 -8„ запомненные уровни сигналов поступают на соответствующие входы второго коммутатора, который, в силу упомянутого принципа структурной однородности, также построен на базе масштабных преобразователей 16 -16„ фазы в напряжение. Этот коммутатор управляет4Q ся через второй счетчик 17 с выхода блока 18 управления, причем частота коммутации коммутатора определяется некоторой наперед заданной частотой выходного сигнала.

4 При последующей Функциональной обработке сигнала например, возведения в квадрат, сигнал с Вых. подключается к многозначному потенциальному элементу 13, содержащему масштабный преобразователь 14 напряжения в фазу и масштабный преобразователь 15 фазы в напряжение.

Масштабный преобразователь 14 преобразует входной сигнал в фазо-импульсную последовательность, с помощью которой в преобразователе 15 осуществляется привязка к соответствующему уровню некоторой заданной функциональной зависимости (например, квадратичной) развертывающего напряжения на

Щ выходе функционального генератора 7.

Частота Функционального генератора 7 (f ) равна частоте генератора 11 ступенчатого напряжения (Е„,). В результате, на выходе преобразователя

65 (Вых, ) получаем сигнал с заданными

744640 наперед частотой и функциональной зависимостью от входного сигнала.

Точность запоминания и преобразования входного сигнала определяется числом состояний m многозначных запоминающих элементов (8, -8„).

Значение m соответствует отношению частот генератора 12 импульсов (f) и генератора 11 ступенчатого напряжения (fQ .

m = f/f

Как отмечалось, наряду с синхронизацией блока 18 управления входным сигналом возможен также его автономный режим, при котором выходная час- тота (Вых.<) фиксирована, В обоих режимах (деление частоты входного сигнала и приведение к фиксированной частоте) спектр входного сигнала расширяется без снижения точности преобразования. Упрощение реализации по сравнению с прототипом определяется 20 тем, что вместо трех групп многозначных запоминающих элементов используется фактически одна, так как оперативная память (б,(-б„) использует проc алые элементы памяти (например, ем- 25 костные) без регенерации информации.

Технический эффект от внедрения данного предложения заключается в создании универсального преобразователя с перестраиваемыми функцией и час- 30 тотой преобразования, повышенной точностью преобразования при уменьшении аппаратурных затрат.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий коммутатор, выходы которого соединены со входами соответствующих элементов памяти, генератор ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым и вторым управляющими входами многозначных за- поминающих элементов и первым входом многозначного потенциального элемента, второй. вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов и третьими управляющими входами многозначных запоминающих элементов, первый выход многоэначного потенциального элемента соединен с первым выходом преобразователя, а его второй выход является вторым выходом преобразователя, отличающийся тем, что с целью упрощения и расширения частотного диапазона, он содержит счетчики, умножитель частоты, формирователь, дополнительный комму«.. татор, блок управления, функциональный генератор и масштабный блок, вход которого является входом преобразователя, а его выход непосредственно соединен со входом коммутатора и через формирователь со входами умножителя частоты и блока управления, выход умножителя частоты соединен со входом первого счетчика, выходы которого соединены с управляющими вхо" дами коммутатора, выходы блока управления соединены со входами второгЬ счетчика, генератора импульсов и управляющими входами элементов памяти, второй выход генератора импульсов соединен со входами генератора ступенчатого напряжения и функционального генератора, выход которого соединен с управляющим входом многозначного готенциального элемента, выходы ., второго счетчика соединены с управляющими входами дополнительного коммута- тора, выход которого является первым выходом преобразователя, выходы элементов памяти соединены со входами соответствующих многозначных запоми- нающих элементов, выходы которых соединены со входами дополнительного коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 473195, кл. G 06 6 7/26, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 552622, кл. G G 7/26,;1975 (прототип).

744640

Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3664/5

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

Составитель О. Сахаров

Редактор И. Грузова Техред Л. Теслюк Корректор М. Коста