Устройство для воспроизведенияпеременных bo времени коэффициентов

 

Союз Советскии

Социалистическии

Республик

ОП ИСАНИЕ изовеитиния

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 840955 (61 ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 13 .0g.79(2! ) 2823971/18-24 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень М 23

Дата опубликования олисания 26.06.8t (5l)M. Кл .

406 Q 7/26

Гаоударстиаиинй конитет

СССР ио делан иэобретеиий и отирнтий (53) УДК 681. .335(088.8) (72) Авторы изобретения

B. И. Ведерников и А. В. Кондаков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ПЕРЕМЕННЫХ ВО ВРЕМЕНИ КОЭФФИЦИЕНТОВ

Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике.

Известно устройство для воспроизведе-. ния переменных во времени коэффициентов. содержащее блок произведения, операционный усилитель-фильтр, вход которого

S через первую и вторую группы резисторов и потенциометрических делителей подключен к выходам соответствующих ключей, счетчик импульсов, выходы которого подсоединены к соответствующим входам первого и второго дешйфраторов, раббтающее по принципу суммирования сдвинутых относительно друг друга треугольных функпий времени 1) .

Его недостатками являются сложность и низкая точность.

Известно устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов, содержащее широтно-импульсный модулятор, два кусочно-линейных аппроксиматора, коммутационные входы которых подключены к соответствующим выходам счетчика, управляющий вход первого аппрок

2 сюяаторац — к выходу широтно-импульсного модулятора, информационные входы аппроксиматоров являются входом устройства, а выходы — подключены к; входу усилителя-фильтра, выход которого является выходом устройства, генератор треугольных функций времени, выход синхронизирующих импульсов которого подсоединен к входу счетчика, инвертор, подсоединенный входом к выходу широтно-импульсного модулятора, вход которого подключен к основному выходу генератора треугольных функций времени, а к выходу йнвертора подключен управляющий вход второго аппроксиматора.

Принпип работы этого устройства заключается в кусочно-линейной аппроксимации функпии времени и одновременном умножении данной функции на входной сигнал беэ специального блока произведения (21

Недостатками устройства являются относительно низкая точность в связи с аналоговым принципом работы генераторе

3 8409 треугольных функций времени и широтноимпульсного модулятора, а также пониженное быстродействие, обусловленное времяимпульсным управлением кусочно-линейными аппроксиматорами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство дпя воспроизведения переменных во времени коэффициентов, содержащее первый, второй и третий счетчики, усилитель- 10 фильтр, выход которого является выходом устройства, два кусочно- линейных аппроксиматора, коммутационные входы которых подключены к соответствующим разрядным выходам первого счетчика, информацион- 15 ные входы являются входом устройства, а выходы подключены к входу усилителяфильтра, инвертор, выход которого подключен к управляющему входу первого кусочно-линейного аппроксиматора, гене- 20 ратор прямоугольных импульсов, блок сравнения кодов, блок формирования широтно-импульсного сигнала и б ок управФ ления, выход которого подключен к управляющим входам генератора прямоуголь — 25 ных импульсов и первого, второго и третьего счетчиков, выход генератора прямоугольных импульсов подключен к входу второго счетчика, разрядные выходы второго и третьего счетчиков, кроме 30 выхода старшего разряда третьего счетчика, подключены к входам блока сравнения кодов, выход которого подключен к первому входу блока формирования широтно-импульсного сигнала, выход старшего З5 разряда третьего счетчика подключен к входу первого счетчика и ко второму входу блока формирования широтно-импульсного сигнала, выход старшего разряда второго счетчика соединен со входом 40 третьего счетчика, выход блока формирования широтно-импульсного сигнала подключен к управляющему входу первого кусочно-линейного аппроксиматора и к входу инвертора (3).

Недостатком такого устройства является пониженное быстродействие в связи с время-импульсным принципом управления кусочно линейными аппроксиматорами. .50

Цель изобретения — повышение быстродейс тви я.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов содержащее первый, второй и третий счет. чики, усилитель-фильтр, выход которого является выходом устройства,два кусоч-. но линейных аппроксиматора, коммутацион55 ные входы которых подключены к соответствующим разрядным выходам первого счетчика, информационные входы являются входом устройства, а выходы подключены к входу усилителя-фильтра, инвертор, выход которого подключен к управляющему входу первого кусочно-линейного аппроксиматора, генератор прямоугольных импульсов, блок формирования широтно-импульсного сигнала, блок управления, выход которого подключен к управляющим входам генератора прямоугольных импульсов и первого, второго и третьего счетчиков, выход генератора прямоугольных импульсов подключен к входу второго счетчика, выход старшего разряда третьего счетчика подключен к входу первого, "четчика и к информационному входу блока формирования широтно-импульсного сигнала, выход старшего разряда второго счетчика соединен со входом третьего счетчика, выход блока формирования широтно-импульсного сигнала подключен к управляющему входу второго кусочно — линейного аппроксиматора и к входу инвертора, дополнительно содержит преобразователь код — частота, входы которого подключены к разрядным выходам второго и третьего счетчиков, кроме выхода старшего разряда третьего счетчика, а выход — управляющему входу блока формирования широтно-импульсного сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства;. на фиг. 2принципиальная схема преобразователя код — ч ас то та; на фиг. 3 — време нные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов содержит первый l и второй 2 кусочно-лйнейные аппроксиматоры, усилитель-фильтр 3, первый 4, второй 5, третий 6 счетчики, преобразователь 7 код — частота, блок 8 формирования широко-импульсно-. го сигнала, генератор 9 прямоугольных импульсов, инвертор lo, блок 11 управления.

Устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов работает следующим образом.

Последовательно включенные три счетчика 5,6 и 4 пересчитывают прямоу гольные импульсы с выхода генератора 9, Второй счетчик 5 выполнен и -разрядным, а третий счетчик 6 (n +l.)- разрядным. Количество разрядов первого счетчика 4 определяется в зависимости от

840955 где Х, —;Х„ код на разрядных выходах второго счетчика 5;

Y и

Х„и Уп

5 числа участков аппроксимации заданной функции времени f (t ) ..

На выходе преобразователя 7 код— частота формируются периодические группы импульсов с линейно изменяюшейся относительной длительностью от группы к группе, длительность каждой группы равна времени пересчета второго Yl -разрядного счетчика 5 .

Для получения функциональной зависимости относительной длительности 8 прямоугольных импульсов в виде треугольников (более удобных для кусочнолинейной интерполяции в сравнении с вилообразной зависимостью) необходимо инвертировать прямоугольные импульсы с выхода преобразователя 7 код — частота в моменты времени, соответствующие вершинам треугольников, Для этого в предлагаемом устройстве служат вы- щ ход (n +1)-го разряда третьего счетчика 6 и блок 8 формирования широтноимпульсного сигнала, ко орый работает в соответствии с логическим выражением

VN„N где g, — код на выходе олока 7, Й,— код на выходе t3 +l-го разряда третьего счетчика 6, N> — код на выходе блока 8. Относительная длительность прямоугольных импульсов 8 на выходе блока 8 формирования широтно-импульсного сигна35 ла изменяется по треугольному закону во времени с периодом, равным времени заполнения П +l разрядов третьего счетчика 6.

На выходе инвертора lO относительная 4О длительность прямоугольных импульсов изменяется по закону 8 = 1 — 9

NHb.

Код N с выхода г +. -го разряда третьего счетчика 6 изменяет состояние первого счетчика 4., код с выхода которого коммутирует коэффициенты передачи кусочно-линейных аппроксиматоров 1 и 2.

Для выполнения вышеуказанного условия линейно изменяющейся во времени относительной длительности 8 необходимо, чтобы преобразователь код — частота 7 работал в соответствии с логическим выра жением

K=YÄX(VYÄ,X,Õ /У„Х„Х Х Ч.. код на первых выходах третьего счетчика 6, причем Х, и 7< — млад шие разряды; старшие разяды; выходной сигнал преобразователя код — частота 7.

Вариант реализации такого преобразователя. код — частота 7 приведен на фиг. 2.

Он содержит группу из г элементов И и один элемент ИЛИ, причем. выход кажу .Ю дого 1 -го (1 (< (n, где и — разрядность счетчика) разряда второго счетчика 5, начиная от младшего к старшему, соединен с первым прямым входом 1 -го . элемента И группы элементов И, подключенных выходами к входам элемента ИЛИ, выход каждого (tl-i +t)-го разряда (xpoMeh+t-го) третьего счетчика 6 под % .ключен ко второму прямому входу < -го элемента И группы элементов И, а выход каждого -ro разряда второго счетчика соединен с соответствующим инверсным входом каждого из предыдущих (< -4.) элементов И группы элементов И.

На фиг. 3 показаны временные диаграммы восьми тактов выходного напряжения и структурная схема преобразователя код — частота 7 для случая и =3. Из временных диаграмм видно. что относительная длительность прямоугольных импульсов 9 растет с каждым тактом (длина такта равна времени заполнения второго счетчика 5) линейно, в то время, как частота данных прямоугольных импульсов оказывается переменной, изменяясь от fo /2 до Р /2, где частота генератора 9, В извес тном ус тройс тве час тота прямоугольных импульсов постоянна и составляет Ео. /2. Известно, что наибольшие пульсации при сглаживании указанных прямоугольных импульсов возникают в случае 8 =0,5. В предлагаемом устройстве в случае 9 =0,5 частота прямоугольных импульсов составляет Го/2, а в известном fo/2" .

Очевидно резкое увеличение быстродействия всего устройства в целом, так как становится возможным применить выходной

7 84095 усилитель-фильтр 3 со значительно меньшей постоянной времени.

На выходе усилителя-фильтра 3 происходит умножение входного сигнала на заданную функцию времени f (t, ) с кусоч-,. у но-линейной интерполяцией последней, как это опис аио a(2) и f3)

Преимушества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в увеличении в 2 " раз быстро 10 действия работы (ll -разрядность второго счетчика 5). или в увеличении точ ности при равном быстродействии.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения леременных во времени коэффициентов, содержашее первый, второй и третий счет- 20

I чики, усилитель-фильтр, выход кото рого является выходом устройства, два кусочно-линейных аппроксиматора, комму1 тационные входы которых подключены к соответствуюшим разрядным выходам 2$ первого счетчика, информационные входы являются входом устройства, а выходы г> подключены к входу усилителя-фильтра, инвертор, выход которого подключен к управляюшему входу первого кусочно- ЗО линейного апщюксиматора, генератор пря, моугольных. импульсов. блок формирования широтно-импульсного сигнала, блок управления, выход которого подключен к

5 8 управляюшим входам генератора прямоугольных импульсов и первого, второго и .третьего счетчиков, выход генератора прямоугольных импульсов подключен к входу второго счетчика, выход старшего рагряда третьего счетчика поключен к, . входу первого счетчика н к информационно: му входу блока формирования широтноимпульсного сигнала, выход старшего. разряда второго счетчика соединен со входом третьего счетчика, выход блока формирования широтно-импульсного сигнала подключен к управляюшему входу первого кусочно-линейного аппроксиматора ик входу инвертора, о т лича юш е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит преобразователь код - частота, входы которого подключены к разрядным выходам второго и третьего счетчиков, кроме выхода старшего разряда: третьего счетчика, а выход— к управляюшему входу блока формирования широтно-импульсного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гинзбург С. А.. и Любарский Ю. Я.

Функциональные преобразователи с аналого-цифровым представлением информации

М., "Энергия", 1973, с 43-44.

2, Авторское свидетельство СССР

34 55l662, кл. 506 6 7/26, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Мо 25l4532/l8-24, кл. 5 06 9 7/26, l977 (прототип).

Xg XgX

840955

Составитель Н. Балабошко

Редактор Н, Пушненкова Техред М.Табакович Корректор С. Шекмар

Заказ 4770/75 Тираж 745. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

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