Устройство для функционального преобразования сигналов

 

. Союз Советсиих

Социапистичвсиих

Респубпии

ОП ИСАНИ Е изовгетиния к мто скомю сеидюпльстиу ()920777 (8t) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Завалено 04.12.79 (21) 2846585/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (Sl)M. Кл.

G 06 G 9/00

G 06 G 7/26

Гас)ГАарстееиый коиитет

СССР па делен изобретений и открытий

Опубликовано 15. 04, 82. Бюллетень йй 14

Дата опубликования описания 15 . 04 . 82 (53) УЙK681.3 (088.8) А. Б. Путилин, А. Н. Никитин, Г. Г. Григоров и И, В. Полторак (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах для нелинейного преобразования электрических сигналов, а также в системах распознавания образов, классификации случайных процессов и т. и.

Извест но уст ройст во для функционального преобразования сигналов

f выполненное на основе электроннолучевой трубки типа политрона (1).

Недостатком его являются невысокая точность преобразования и ограниченный динамический диапазон, 15

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройст во для функционального преобразования сигналов, содержащее электронно-лучевую трубку типа поли20 трона, функциональные пластины одной группы которой подключены к соответствующим выходам блока формирования функциональной характеристики, диф ференциальный усилит ель, входы кот орого подключены к соот ветст вующим колле кт орам элект ронно-лучевой т рубки типа политрона, а выход является выходом устройства(2).

Недостатком такого устройства является невысокая точность преобразования сигналов, связанная с тем, что при подаче сигналов на функциональные пластины трубки происходит перемещение луча в ней перпендикулярно оси коллекторов, что приводит к искажению сигналов и снижению точности преобразования (это объясняется абберациями в трубке и изменением формы луча). Кроме того известное устройство имеет ограниченный диапазон по размаху амплитуд входного сигнала, что существенно ограничивает общий динамический диапазон системы преобразования сигналов, Цель изобретения - повышение точности преобразования сигналов и расширение динамического диапазона.

3 920777

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для функционального преобразования сигналов, содержащем электронно-лучевую трубку типа политрона, функциональные пластины одной группы которой подключены к соответствующим выходам блока формирования функциональной характеристики, дифференциальный усилитель, входы которого подключены к соот ветству- 1О ющим коллекторам электронно-лучевой трубки типа политрона, а выход является выходом устройства, выход дифференциального усилителя подключен к входу блока формирования функциональ- ts ной характеристики, а функциональные пластины другой группы электронно-лучевой трубки типа политрона являются соответствующими входами устройства.

На чертеже изображена блок-схема ур предложенного устройства.

Устройство содержит электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 1 типа политрона, блок 2 формирования функциональной характеристики, который может 25 быть выполнен, например, на потенциометрах, и дифференциальный усилитель 3. Выходы блока 2 формирования

Функциональной характеристики подсоединены к соответствующим функцио- щ е нальным пластинам 4 одной группы

ЭЛТ. Функциональные пластины 5 другой группы являются соответствующими входами устройства. Суммирующий и вычитающий входы усилителя 3 подключены к соот ветст вующим коллекторам 6 и 7

ЭЛТ 1, а выход усилителя 3 подключен к входу блока 2 формирования функциональной характеристики и одновременно является выходом устройства.

Принцип работы устройства основан на использовании свойств электроннолучевой трубки типа политрона и охватаа ее глубокой от рицат ельной обратной связью.

Устройство работает следующим образом.

Входной си- (Uax„ Uaxg " 1вхт подается от совокупности первичных источников на одну группу функциональ50 ных пластин 5 трубки. Одновременно на другую группу функциональных пластин

4 подается сигнал с блока 2 формирования функциональной характеристики, Данный блок осуществляет выполнение операции регулирования статического

55 оператора, в том числе установку режима распределения напряжений на функциональных пластинах трубки в

4 исходном состоянии. При подаче на пластины трубки 1 сигнала (И„т„„) последняя перемещает луч вдоль функциональных пластин. С коллекторов 6 и 7 трубки одновременно снимается сигнал, пропорциональный разности напряжений, поданных на функциональные пластины с учетом коэффициента передачи по току, Далее сигнал с коллекторов подается на суммирующий и вычитающий входы усилителя 3, с выхода которого, являющегося одновременно выходом всего устройства, сигнал поступает на вход блока 2 формирования функциоанльной характеристики. За счет охвата глубокой отрицательной обратной связью по напряжению через усилитель 3 на блок 2 формирования функциональной характеристики луч в трубке перемещается на очень малое расстояние. Выходной сигнал определяется по формуле и,„u „ где К -- коэффициент усиления усилителя 3;

U . — сигнал íà i-м входе устЬХ; ройства (1 А Ф (n);

U -- сигнал на -м выходе бло1 ка 2 формирования функциональной характеристики, При этом сигнал UI1 = а; U „„, а коэффициенты К „ и Кт определяют масштаб передачи по току относительно второй и первой групп функциональных пластин соответственно.

После простых преобразований, с учетом К.м се, U = Ое„. к

Таким образом, с помощью йредложенного устройства осуществляется передача сигнала от входа устройства к его выходу с регулируемым с помощью блока 2 (коэффициент а 1) коэффициентом передачи. Конкретно это объясняется тем, что при переходе луча от одной пары функциональных пластин к другой изменение крутизны тока определяется величиной ь о"К=а,— — — - a .- — — -, g (Jgx < Ьх где д,Т „, Д вЂ” токи коллекторов, д11 „, g U g — входные си г налы с функциональных пластин;

9207 а 1 и а) — определяющие размерность вЕличин и влияние входных цепей.

Для полной идентичности необходимо. S управлять коэффициентами а 1 и а)), добиваясь того, чтобы ФК = О. В предложенном устройстве удается достичь поставленной цели за счет управления коэффициентами а „ и а), при >0 помощи отрицательной обратной связи, введенной через вход блока формирова- ния функциональной характеристики.

Таким образом, устройство обеспечивает певышенйе точности преобразования сигналов за счет малого диапазона перемещения луча и расширения динамического диапазона так как .входной сигнал на функциональные пластины может значительно превышать 20 величину, допустимую для трубки, При такой схеме снимается ограничение, связанное с малым диапазоном возможного пеоемещения пуча. Введение обратной связи через вход блока 2З

2 целесообразно в случае работы устройства с небольшим числом входов, но с использованием идентичности характеристик крутизны токов, Технические преимущества предло- 30 женного устройства дают возможность улучшить технико-экономические показатели аппаратуры, в которой устройство может быть использовано. Так, например, повышение точности приводит к возможности исключить из системы схемы, предназначенные специально для этой цели, что упрощает конструкцию и уменьшает стоимость аппаратуры ориентировочно на 20 . 46

77 6

Расширение динамического диапазона обеспечивает стыковку с любой аппаратурой,независимо от диапазона выходных напряжений, что позволяет исключить из системы соответствующие усилител;1 и каскады согласования.

Это упрощает констоукцию устройств и снимает стоимость оборудования приблизительно на 154.

Формула изобретения

Устройство для функционального преобразования сигналов, содержащее электронно-лучевую трубку типа политрона, функциональные пластины одной группы которой подключены к соответст" вующим выходам блока формирования функциональной характеристики, дифференциальный усилитель, входы которого подключены к соответствующим коллекторам электронно-лучевой трубки типа политрона, а выход является выходом устройства, о т и и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования и расширения динамического диапазона, выход дифференциального усилителя подключен к входу блока формирования функцио". нальной характеристики, а функциональные пластины другой группы электроннолучевой трубки типа политрона являются соответствующими входами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l Авторское свидетельство СССР

N 443575, кл. H 03 K 3/43, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР и 312369) кл. H 03 K 3/02, 1970 (прототип).

920777

Составит ель И. Шелипова

Редактор Л. Веселовская Техред Е. Харитончик Корректор В. Бутяга

Заказ 2347/59

Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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