Функциональный преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

855675

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 161179 (21) 2842072/18-24 с присоединением заявки № (23) ПриоритетОпубликовано 150881. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 15.0881 (5!)М. Кл.3

G 06 С 7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК681. З35 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.Г.Туманов, В.Д.Циделко, Ю.В.Хохлов, Н.Н.Барышевский и В.A.Tåñëåíêo ф

Киевский ордена Ленина политехнический! институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции ! (71) Заявитель (54 ) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналого- цифровой вычислительной технике.

Известен функциональный преобразователь, содержащий блок переключателей, переключательную матрицу, два запоминающих устройства, блок умножения и сумматор 1) .

Недостатком данного устройства является низкая точность, обусловлен- 1О ная кусочно-линейной аппроксимацией воспроизводимых функций.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобраэо» ватель, содержащий операционный усилитель, входной масштабный резистор. 1З один вывод которого соединен со входом операционного усилителя, а другой вывод является входом преобразователя, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом операци- 2О онного усилителя, а второй входс шиной опорного напряжения, второй сумматор, выход которого является выходом преобразователя, первый и второй цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены со входом операционного усилителя, третий и четвертый цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены состветственно с первым и вторым 30 входами второго сумматора, блок сравнения, первый вход которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков ум%ожения и с выходом первого сумматора, а второй вход — с аналоговыми входами первого и третьего цифроаналоговых блоков управления и выходом операционного усилителя, реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены с выходами блока сравнения, блок цифрового функционального преобразования, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика. а выходы с цифровыми входами соответствующих цифроаналоговых блоков умножения $2) .

Недостатком данного преобразователя является также низкая точность, r условленная кусочно-линейной аппроксимацией воспроизводимой функции.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Цель достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, входной масштабный резистор, один вывод которого соединен со входом операционного усилителя, а другой вывод является входом преобразователя, первый сумматор, 855675 первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а второй вход — с шиной опорного напряжения. второй сумматор, выход которого ,является выходом преобразователя, первый и второй цифроаналоговые блоl ки умножения, выходы которых соединены со входом операционного усилителя, третий и четвертый цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, блок сравнения, первый вход которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков умножения и с выходами первого сумматора, а второй вход — с аналоговыми входами первого и третьего цифроаналоговых блоков умножения и выходом операционного усилителя, реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соеди- 20 иены с выходами блока сравнения, блок цифрового функционального преобразования, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы с цифровыми входами соответствующих цифроаналоговых блоков умножения, дополнительно содержит аналоговый блок умножения, пятый цифроаналоговый блок управления и блок памяти, адресные входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы — c цифровыми входами пятого цифроаналогового блока умножения, первый и второй входы блока сравнения соединены с соответствующими входами аналогового блока, умножения, выход которого подключен к аналоговому входу пятого цифроаналогового блока умножения, соединенного выходом с третьим входом второго сумматора. 40

На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя, на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит операционный усилитель 1, первый, второй, 4 третий, четвертый и пятый цифроаналоговые блоки 2-6 умножения, блок 7 сравнения, аналоговый блок 8 умножения, входной масштабный резистор 9, блок 10 памяти, реверсивный счетчик

11, блок 12 цифрового функционального преобразования, первый и второй сумматоры 13 и 14.

Преобразователь работает следукщим образом.

При подаче на вход преобразователя сигнала U происходит автоматический поиск диапазона аппроксимации. Блок

7 сравнения в зависимости от выходных сигналов операционного усилителя 1 и сумматора 13 (0< и Uq на фиг. 2) 40 подает на входы реверсивного счетчика

11 соответствующие сигналы, вызывающие изменение его состояния. При изменении выходного кода счетчика 11, подаваемого на блок 12 цифрового функ-Я

Ч Ионального преобразования на выхо-.

l дах последнего возникают коды N 4 и

И 1,подаваемые соответственно йа цифроаналоговые блоки 2 н 3 умножения. Коды Ng и йх.(соответствуют абсциссам узлов аппроксимации x - и х <

1 1 +4 (Фиг. 2) .При этом изменяются сигналы

U< и 0 на выходах операционного усилителя 1 и сумматора 13.Когда сигналы О, и 0 находятся в пределах от нуля до ц и, блок сравнения прекратит изменение состояния счетчика 11.

Таким образом, выбор участка аппроксимации и формирование напряжений 0„ и U в зависимости от входного . сигнала U „ â предлагаемом преобразователе осуществляется также, как в известном. На каждом участке аппрок симации, которому соответствует определенный код, на выходе реверсивного счетчика 11 с выходом блока цифрового функционального преобразования 12 на цифровые входы цифроаналоговых блоков 4 и 5 умножения подаются коды ординат N> и М„„ воспроизводимой функциональной зависимости в начале и конце участка аппроксимации. За счет этого осуществляется масштабирование сигналов U н 0, обеспечивающее кусочно-линейную аппроксимацию требуемой функциональной зависимости (сигнал U + 04 на фиг. 2) аналогично известному устройству.

Аналоговый блок 8 умножения осуществляет умножение напряжений U и

0„. Так как

0 = Uoq U то

08 = 0„- 0 = Uq Urn" 0.

Напряжение йа выходе блока 8 изменяется по параболической зависимости в пределах каждого участка аппроксимации (фиг. 2). На каждом участке аппроксимации с выхода блока 10 памяти на цифровой вход цифроаналогового блока б умножения выдается код N>< соответствующий необходимой амплитуде и знаку параболического сегмента.

После масштабирования в цифроаналоговом блоке б умножения напряжение параболического сегмента подается на вход сумматора 14. На выходе сумматора 14 формируется напряжение

08 = 04 + 0 + Ug, соответствующее кусочно-параболической аппроксимации воспроизводимой Функциональной зависимости выходного напряжения от входного U .Ïðåäëàãàåìûé преоб разователь имеет в 210-220 раз более высокую точность аппроксимации глад-. ких функций по сравнению с известным осуществляющим кусочно-линейную аппрокснмацию функций.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь,соержащий операционный усилитель, ходной масштабный резистор, один ывод которого соединен со входом

5 855675

6 операционного усилителя, а другой вывод является входом преобраэоватеЛ ля, первый сумматор, первый вход ко. торого соединен с выходом операционного усилителя, а второй вход — с шинсй опорного напряжения, второй 5 сумматор, выход которого является выходом преобразователя, первый и второй цифроаналоговые блоки умноt жения, выходы которых соединены со входом операционного усилителя, третий и четвертый цифроаналоговые блоки умножения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, блок сравнения, первый вхрд которого соединен с аналоговыми входами второго и четвертого цифроаналоговых блоков умножения и с выходом первого сумматора, а второй вход — с аналоговыми входами первого и третьего цифроаналоговых блоков умножения и выходом операцион- 20 ного усилителя, реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены с выходами блока сравнения, блок цифрового функционального преобРазования, входы которого соедииены с выходами реверсивного счетчика, а выходы с цифровыми входами соответствующих цифроаналоговых блоков умножения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, он содержит аналоговый блок умножения, пятый цифроаналоговый блок умножения и блок памяти, адресные входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходыс цифровыми входами пятого цифроаналогового блока умножения, первый и второй входы блока сравнения соединены с соответствующими входами аналогового блока умножения, выход которого подключен к аналоговому входу пятого цифроаналогового блока умножения, соединенного выходом с третьим входом второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 428404, кл. G 06 G 7/26, 1974.

2. Гинзбург С.А.и,Любарский Ю.Я.

Функциональные преобразователи с аналого-цифровым представлением инфор-. мации, M., "Энергия", 1973, с.87- 89.

855675

Составитель Н. Балабошко

Техрещ С. МигУнова Корр кru В. Синицкая

Редактор Н. Минно

Тирам 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по челам изобретениЯ и открытиЯ

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

Заказ 6916/70

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