Электронный нелинейный преобразователь
, .";": 98096
Класс 42d, 4
СССР и
К ABTGPCHG VY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Л. A. Фельдбаум и Л. И. Манухин
ЭЛЕКТРОННЫЙ НЕЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Заявлено 17 апреля 1952 г. ва . и 3279 -147626 г Л1инистерство машиностроения и приборостроения СССР
Предметом изобретения является электронный нелинейный преобразователь функции одного переменного.
Известны электронные устройства того жс назначения, построенные на диодах с потенциометрами в анодных (или катодных) цепях, с помощью которых осуществляется набор заданной функции по методу кусочно-линейной апроксимации.
Отличительной особенностью предлагаемого устройства является наличие в диодных ячейках емкостей, с помощью которы.; осуществляется набор заданной функции по методу к в а д р а т и ч н о и апроксимации. позволяющему значительно повысить точность набора.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема электронного нелинейного преобразователя функции одного переменного с квадратичной апроксимацией; на фиг. 2 — схема связи между триггерами и входным усилителем; на фиг. 3 — график выходных величин одной из ячеек преобразователя.
Предлагаемый преобразователь (фиг. 1) состоит из одиннадцати ячеек, десяти триггеров и трех усилителей постоянного тока, из которых один включен на входе, и два других — на выходе.
Каждая ячейка, кроме последней, состоит из «линейного» звена, в которое входят элементы Пь R,, R2, Рв, Д,, Т, и«параболического» звена, состоящего из элементов R4, R;, С, П,, Д, Т..
Каждая из ячеек (кроме первой и последней) управляется двумя соседними т-риггерами. При таком способе управления ячейками ооеспечивается подключение к выходным усилителям одновременно только qnyv ячеек, так как при работе каждого триггера одна ячеш.а отпирается, другая запирается. Уменьшение количества ячеек, одновременно подключенных к выходным усилителям, приводит к уменьшению дрейфа.
¹ 9809<) Порядок соединения Tpffrrepo«co IfxrvkfblM !, cf »HTe:le i z»II oáecпечения правильного чередования их работы и линейной зависимости сква>кности триггеро«от входного напряи<ения Х показан на фиг. 2.
Входная цепь каждого тр»!гера представляет собой делитель напряжения R,, R, R1, 7
С ь 7<э, Icpea 1 0Toj)I II033еTckf неиска?кс »нос»и;1оооразнос напряжеННе и i Все десять триггеров разделены на;!«е o;1»»аковыс группы. В нер«ОЙ Группе верхние концы делителеи !!а»ряжения присоединс !!ы к 1110ду лампы б/7, ? «?;off»oro усилителя. На нижние концы этих делителей 11оданы различные постоянные напряжения смешения от снециальноГo пятизвен ного делителя Rд.= — Rf-,. Такое устройство Обеспе 1нвает со;;p31Ic»llc»еизмс»ной разности между поте»циалами, подаваемыми ifa сст; Втopklя Гр »»3 тpill 1срО«, построен!! T3к же, как и пер«ая; «этОЙ 1 p) ппе вcp? kf»p 1<онць! дслителеи Haffpkl?f I0Ho IH! IT 1h»o1f л 1?и»ы 6ПЗ, сетк3 1 Te»exf т;1к, ! o o» !13 11!Нает p26oi 3Ti., когда пос, !едний каскад входного усил»теля выходит за границу линейности. Сле»овательно, триггеры второй груп!!и вступают «рас)оту один за другим после того, как отрабатывают первые. Со второго анода каждогс триггера iia «ход усилителя подана ооратная связь. Статические анод»ые напряжения триггера строго фиксированы, поэтому среднее значение напря>кения, подаваемого с каждого триггера, линейно связано с его сква?кностью. С помощью до»олнительного устройства, производящего су»ff»рование выходного напряжения входного усилителя с постоянным по амплитуде запускаюппсм пилообразным напря?кениех1, осуществляется изменение ск«ажности триггера пропорционально входному напряжению Х. Линейное звено (например, второй ячейки) преобразователя (фиг. 1) работает следующим образом. Пусть входное напряжение Х изменяется, начиная от больших положительных значений. Тогда вначале у всех триггеров на первых анодах будет (+), а на вторых (— ). Вторая ячейка, работа которой рассматривается, ут1равляется вторым анодом триггера Тр2 и первым анодом триггера Тр!. Следовательно, в этот момент на вторую ячейку будет подаваться с первого анода Тр, значительный положительный потенциал через сопротивление 7<2 (потенциал второго анода Трг»е «лияет на величину потенциала второй ячейки, так как вследствие фиксирующего действия диода, стоящего в цепи этого анода, он будет равен нулю). Сопротивления Ri, R, Rs рассчитываются так, чтобы при указанных условиях потенциал точки М был положителен при максимальном отрицательном потенциале, снимаем с потенциометра П!. Таким образом, диод Д! заперт и напряжение с этой ячейки не проходит на вход выходного усилителя. При уменьшении входного напряжения Х М Р80об триггеры последовательно вступают и динамическую работу. начиная с первого. В процессе работы триггера, в момент. когда на первом аноде (-,-) диод Д открывается и на вход усилителя поступает некоторое напряжение, среднее значение которого пропорционально длительност11 отрицательных импульсов на перво;t àíîде триггера Tpt и напряжению потенциометра П1. Напряжение будет расти линейно при изменении на пряжения Х пока длительность отрицательных импульсов на первом аноде Тр1 не сделается равной периоду этих импульсов, т. е. не прекратится динамическая работа триггера. В этот момент напряжение на выходе усилителя достигает максимального значения. равного напряжению П„нм1-1оженному Ita 1 я При дальнейшем уменьшении Х вступает в динамическую работу второй триггер, а первый остается в положении, когда на первом аноде (— ), а на втором (+ ) . Hpè работе триггера Тр» момент, когда на втором аноде (-,-), диод Д1 запирается. По мере увеличения длительности положительных импульсов на втором аноде Трг время запирания Д1 также растет, напряжение, поступающее на вход усилителя, уменьшается; при длительности положительных импульсов на втором аноде Тр, равной периоду этих импульсов, диод Д1 совсем запирается. Таким образом, в целом линейная часть ячейки дает треугольную форму зависимости выходног:, llàïðH>êения t от входного напряжения Х (треугольник показан Il lttlòèðîì па фиг. 3). КОГдя растет скважность втopol 0 триГГера, ОДНО!временно с запиранием второй ячейки происходит отпиран1ц третьей, т. е. формируется первая наклонная сторона следующего треугольника. Давая ?13 ячеики 1зязлич11ыс ямплliтl 1ь Tpp",ÃÎ,!ült tlõo13 II меняя их знак на выходе переключением тумблера Т,, можно набрать линейноапроксимированные функции. Крайние ячейки (1-я и 11-я) управляются только от одного триггера, поэтому они дают не треугольники, а уступы. Управление «параболическими» звеньями ячеек триггерами аналогично управлению линейными. Параболические звенья при своей работе дают треугольники с параболическими сторонами. Высота всех параболических треугольников неизменна; она равна на выходе примерно половине шкалы прибора. Следовательно, максимальный прогиб параболы также вполне определенен. Допустимое значение прогиба параболы получается путем регулировки сопротивления Rq (фиг. I). Знак параболической добавки определяется положением тумблера. Действительная высота каждого треугольника определяется как разность высот, даваемых параболическим и линейным звеном. В параболическом треугольнике (фиг. 3) кривизну имеют обе стороны. Это нежелательно, так как усложняет набор. Поэтому кривизна левой стороны треугольника сводится до минимума. Кривизна зависит от величины положительного напряжения в точке N (фиг. 1) при запертом диоде Дг. Поскольку сопротивление 1,: выбирают ббльшим, чем сопротивление, это напряжение становится незначительным при работе триггера Тр, и оольшим при работе триггера Трг, Предмет изобретсппя 1. Электронный нелинейный преобразователь функции одного переменного с применением диодных ячеек (управляемых время — им№ 98096 пульсным методом) усилителей постоянного тока и делителей напряжения, отличающийся тем, что, с целью осуществления набора функции по методу квадратичной апроксимации, обеспечивающему большую точность набора, в нем каждая диодная ячейка содержит емкость. 2. Форма выполнения преобразователя по п. 1, отличающаяся тем, что диодные ячейки управляются триггерами, каждый из которых (кроме первого и последнего) соединен с двумя смежными диодными ячейками. 3. Форма выполнения преобразователя по п. 1, отл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью получения линейной зависимости между скважностью триггеров и входным напряжением Х, со второго анода каждого триггера на вход усилителя подана обратная связь. 4. Форма выполнения преобразователя по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения неизменных разностей между потенциалами, подаваемыми на сетки соседних триггеров при изменении напряжения на входе усилителя, верхние концы делителей, с которых снимается управляющее напряжение для триггеров, присоединены к выходу входного усилителя, на нижние концы этик делителей подано постоянное напряжение смещения. № 98096 Комитет ио делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР Ер. 166 Редактор Е. Я. Ланцбург Гор. Алатырь, типография № 2 Министерства культуры Чувашской АССР. Фиг 3 Информационно-издательский отдел. Объем 0,68 и. л. Заказ 872. Поди. к печ, 1/П-1960г. Тираж 300. Цена 1 руб.
