Способ линеаризации сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280480 (21) 2919506/18-24 (51) М. КЛ.

G G 7/26 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 681. ÇÇÜ (088. 8) Опубликовано 07.0Ü82. Бюллетень ¹17

Дата опубликования описания 07 ° 05.82

A.A ° ÃîðîäóëèH, В.К,Кушнерев, A.S.Ðÿæåíoâ и В.Д.Демидов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЛИНЕАРИЗАЦИИ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен способ линеаризации сигналов путем моделирования степенных рядов, основанный на выборке из экспоненциально изменяющихся во времени йапряжений в моменты времени, соответствующие равенству входного сигнала другому экспоненциально изменяющемуся во времени напряжению с последующим суммированием выбранных напряжений (1).

Недостатком его является ограниченное быстродействие, поскольку период линеаризуемого сигнала должен быть значительно больше периода генерации экспоненциальных напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ воспроизведения сте.пенной зависимости, основанный на формировании импульсов путем выборки из одного экспоненциально изменяющегося во времени напряжения фиксированных интервалов времени, начинающихся в моменты времени, соответствующие равенству мгновенных значений входного сигнала другому экспоненциально изменяющемуся напряжению, с периодом следования этих напряжений, превышающим период входного сигнала, и с последующей фильтрацией сформированных импульсов (2).

С помощЬю этого способа .можно ли-. неаризировать сигнал степенной функцией определенной степени. Поэтому при линеаризации более сложных функций, выражаемых степенным рядом, этот способ не позволяет получить высокую точность.

Цель изобретения — повышение точности линеаризации сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в способе линеаризации сигналов, основанном на формировании опорного и рабочего экспоненциально изменяющихся во времени сигналов, период следования которых превышает период входных сигналов, сравнении опорного экспоненциально изменяющегося во вреМени сигнала.с входным сигналом, формировании в момент равенства этих сигналов импульсов фиксированной длительности путем выборки из рабочего экспоненциального изменяющегося во времени сигнала и последующей фильтрации сформированных импульсов, формируют дополнительные рабочие экспоненциально изменяющиеся во времени сигналы, а импульсы фиксированной длительности формируют

92б678 путем последовательной выборки из основного и дополнительных рабочих экспоненциально изменяющихся во времени сигналов.

На фиг. 1 изображены графики, поясняющие предлагаемый способ линеаризации сигналов; на фиг. 2 — блоксхема устройства, реализующего предлагаемый способ линеаризации сигналов. устройство, реализующее предла- 10 гаемый способ, содержит генератор 1 тактовых импульсов, подключенный к генераторам 2 — 4, экспоненциально изменяющихся во времени сигналов напряжений, выход одного из которых 2 соединен со входами распределительного блока 5 и блока б сравнения.

Второй вход блока б сравнения является входом. устройства, а выход через формирователь 7 импульсов соединен с управляющими входами ключей 8 и 9, информационные входы которых подключены к выходам генераторов 3 и 4.

Стробирующие входы ключей 8 и 9 соединены с выходами .распределительного блока 5, а выходы через блоки

10 и 11 масштабирования соединены.с входами фильтра 12, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

ЗО

Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает импульсы с периодом следования, превышающим период входного сигнала, которые запускают одновременно генераторы 2 — 4. Опор- 35 ное экспоненциально изменяющееся во времени напряжение генератора 2 с постоянной времени то подается на один из входов блока б сравнения, на другой вход которого поступает вход- 40 ной сигнал U)r представляющий собой функцию, кусочно аппроксимируемую полиномом вида

F(X) = К,Х + К,Х" +...+ К;Х" где Х параметр, изменяющийся по пе- 45 риодическому закону, например сину. соидальному X = X sinubt. Количество интервалов аппроксимации i выбира. ется исходя из требуемой точности линеаризации входного сигнала. 50

В моменты равенства входного

:,UI)„ и экспоненциального напряжения, поступающего на вход блока 6 сравнения с выхода генератора 2, формирователь 7 вырабатывает импульсы напряжения постоянной длительности поступающие на управляющие входы ключей 8 и 9 и открывающие.тот иэ ключей, на стробирующий вход которого в данный момент времени поступает напряжение от распределительного блока 5 (фиг. 1).

Распределительный блок 5 поочередно подает напряжение на ключи 8 и 9 в моменты времени t« t< и т,д., =оответствующие равенству экспонен- р5 циального напряжения генератора 2 заданным значением на концах выбранных интер,валов аппроксимации линеаризируейой функции (фиг. 1). Напряжение с одного из генераторов 3, 4 экспоненциально изменяющихся во времени напряжений с постоянными времени ...7,, на ключ которого в данный момент подано стробирующее с выхода напряжение распределительного блока

5, в течение времени, соответствующего длительности h. t импульса напряжения с формирователя 7, через блок .

10 или 11 масштабирования подается на вход фильтра 12, на выходе которого формируется выходное напряжение

Ulnar . Амплитуда напряжения, поступающего на фильтр 12, равна

Величина 7„ и коэффициент передачи блоков 10 и 11 масштабирования

m, на каждом интервале линеаризации выбираются исходя из равенства („-э1 и =1 и Ус "m,— — К,, L

При этом уравнение выходного сигнала будет иметь вид

Щых К„Х sin(et+ ° +Ка Хщ sine

KX sin @ t и представлять собой линейную зависимость от параметра

Хпз1по линеаризуемой функции.

Точность указанного способа тем выше, чем больше частота входного сигнала, определяющего дискретность выходного сигнала.

Предлагаемый способ позволяет увеличить диапазон частот линеаризуемых сигналов и обеспечивает благодаря кусочно-нелинейной аппроксимации более высокую, чем у прототипа, точность линеаризации входных сигналов.

Формула изобретения

Способ линеаризации сигналов, основанный на формировании опорного и рабочего экспоненциально изменяющихся во времени сигналов, период следования которых превышает период входных сигналов, сравнении опорного экспоненциально изменяющегося во времени сигнала с входным сигналом, формирования в .момент равенства этих сигналов импульсовфиксированной длительнОсти путем выборки из рабочего экспоненциально изменяющегося во времени сигнала и последующей фильтрации сформированных импульсов, о т л и ч а ю щ и йя тем, что, с целью повышения точ926678

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины, М., Высшная школа, 1972, с. 253.

2. Авторское свидетельство СССР

9 708363, кл. G 06 G 7/20, 1978 (прототип).

Составитель Н.Балабошко

Редактор С.Тараненко Техредм. Рейвес Корректор А. Гриценко

Заказ 2983/42 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 ности, формируют дополнительные ра бочие экспоненциально изменяющиеся во времени сигналы, а импульсы фиксированной длительности формируют путем последовательной выборки из основного и дополнительных рабочих экспоненциально изменяющихся во времени сигналов. (7- — ) бк

fy

-Х