Функциональный преобразователь

 

Ю. Б. Соколовский и В. Г. Корниенко (72) Авторы изобретения (21) Заявитель (S4) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для функциональйого преобразования ана-, логовых сигналов.

Известен преобразователь, состоящий из ряда последовательно соединенных интегрирующих усилителей, к соответствующим выходам которых через инверторы подсоединены потенциометры, движки которых подсоединены к соответствующим що входам сумматора. Выход сумматора соединен с устройством сравнения через согласующий усилитель, электронный ключ и катодный каскад подсоединен к выходам триггера, вырабатывающего прямоугольные импульсы и входам преобразующего триггера, выход которого соединен с элект-, ронным ключом 1 ).

Недостатками этого преобразователя о являются отсутствие периодического сбро1 са интеграторов; невозможность периодического вычисления требуемой функции; невозможность автоматического изменения вида функциональной зависимости из а наличия неуправляемых потенциометров; ограниченная точность, обусловленная постоянным шагом дискретизации заданной функции.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий П последовательно соединенных интеграторов, вход первого из которых является входом задания первой переменной преобразователя, элемент задержки, выход которого соединен с управляющими входами

yl ключей сброса,и запоминающих элементов, выходы которых подключены к соот4 ветствующим входам сумматора, выход которого является выходом преобразоиа» теля, блок задания коэффициента передачи, ° подключенный к управляющим входам (p — 1) усилителей с управляемым коэффи- циентом передачи, выходы которых подключены к входам соответствующих эле ментовв, а информационные входы через

3 9801 соответствующие ключи передачи информации соединены с выходами соответствуюших интеграторов $2) .

Недостатком этого преобразователя является то, что разлагая входную функ-. цию в ряд Тейлора, он не способен произвести преобразование двух переменных, например, для получения дробного бинома

Ньютона, широкое применение которого в целом ряде устройств общеизвестно..1Î

Иель изобретения — расширение класса решаемых задач эа счет вычисления функциональной зависимости от двух переменных типа дробного бинома Ньютона.

Поставленная цель достигается тем, i5 что в функциональный преобразователь, содержащий последовательно соединенных интеграторов, вход первого из кото- рых является входом задания первой переменной преобразователя, элемент задерж- 2О ки, выход которого соединен с управляюшими входамиИ ключей сброса, И запоминающих элементов, выходы которых подключены к соответствуюшим входам . сумматора, выход которого является вы- 25 ходом преобразователя блок задания коэффициента передачй, подключенный к управляюшим входам (И -. 1) усилителей с управляемым коэффициентом передачи, выходы которых подключены к входам со-5g ответствуюших запоминаюших элементов, а информационные входы через соответствуюшие ключи передачи информации соединены с выходами соответствующих интеграторов, введены блок сравнения и соединенные последовательно (Vl+ 1)-й ключ передачи информации и(И + 1)-й запоминающий элемент, причем (p+ 1)-й ключ передачи информации подключен к входу задания первой переменной преобразовате-4 ля, выход последнего интегратора соединен с первым входом блока сравнения и через и-й ключ передачи информации - с входом И-го запоминающего элемента, второй вход блока сравнения является вхо45 дом задания второй переменной преобразователя, а выход блока сравнения йодключен к входу элемента задержки и к . управляюшим входам И ключей передачи информации и (д+ 1)-го ключа передачи

50 информации, выход (p + 1)-го запоминаюшего элемента подключен к соответствуюшему входу сумматора. где С!„. = О+,-: ф„0 — входные переменные. Но если при этом коэффициенты

А,- Аи,, могут быть выбраны известным способом (например из треугольника Паскаля); то произведения С! И.+" " ф, 4 4 необходимо вычислить.

Рассмотрим некоторый интервал Т.

= 6„,„- 61, выходные сигналы интегра торов 3., — 1н, на момент Ф 4 4 будут равны

u = J U11at=- 04= 04 (Ж

1 Tj т1

QH71 Tинтo " ТиHT Тинт

1 инт О 1 Тинт т1и (> щт и Т 4 Инт и- -Ти 1Инт о иит

1 Сигнал с интегРатоРа 1„0 4нт постУпает на блок 3 сравнения, на второй вход которого поступает переменная 0 „. = 5„, а сигнал на выходе блока 3 формируется

,в момент равенства ИНт 4 Т1 — a;=s;

Т инт т. е.

oTc ge Т =Т О ."

-4и 1(и

Инт 4 1

Тогда равенства (2, 3, 4) с учетом (S) будут

Т„и- !и — а =a

Ти,т

О = 7 а =аN-М Ми; инт, T,- 1 " 1

11 Иит

Инт4и = -Г „ 1 = Ь„ инт

1+ О унт „и = блок 3 сравнения срабатывает и сигнал с его выi5

На чертеже представлена блок-схема функционального преобразователя.

Преобразователь содержит интеграторы

1„»1, ключи сброса 2 -2„, блок 3 сравне, ния, усилители 4 — 44с управляемым ко09 4, эффициентом передачи запоминаюшие элементы 5 -5,, 6, ключи 7,8 -8 вереи дачи информации, блок 9 задания коэффициента передачи, элемент 10 задержки, сумматор 11.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Для получения выходного сигнала в виде дробного бинома Ньютона преобразователь должен иметь структуру, позволяющую реализовать функцию вида

Ими Ци А и и !и ЬМ!ИФ, +

+A 5 "!è и-"tè+g („) 5 980 хода замыкает ключи передачи информации

7, 8 -8„, подавая сигналы с интеграторов 14-1И q на входы соответствующих усилителей с управляемыми коэффициентами передачи 4 -4 „Сигналами с блока 5 й-Ф"

Задания коэффициента передачи 9, равными значениям А -А „из (1) устанавливаются коэффициенты усилителей 4 -4 т. е. на запоминаюших элементах 5 -5 е л зафиксируются следуюшие сигналы !О

0 =д ц." CIA "}".

6 1 1 Ь„.

0 = А 0.И-2J8 Ми

6 1 1 и1 („„= „(. и y. -1/И

1 1

" и - О„, а на (И+ 1)-м эапоминаюшем элементе 6 фиксируется сигнал Ц С»„. Последующее суммирование выходных сигналов запоминаюших элементов 5 -5 и 6 сумматором

11 позволяет получить на его выходе сумму 1 в соответствии с (1).

Поскольку выходной сигнал представляет собой дискретно изменяемую функцию с переменным шагом дискретизации, функ25 ционально зависяшим от входных сигналов, функциональный преобразователь обеспечивает высокую достоверность членов биномиальной зависимости, Параллельность вычисления членов бинома обуславливает З0 сравнительно высокое быстродействие устройства. Это позволеят использовать функциональный преобразователь при моделировании широкого класса зависимос- ч тей, в частности при разработке электро- 35 привода тяжелых металлорежуших станков, а также дает воэможность выполнения дополнительных функций, таких, как извлечение корня степени и, преобразование декартовых координат в.полярные и т. д.! 40 что позволяет испольэовать преобразователь в быстродействуюших спецустройсгвах высокой достоверности.

109 . б интеграторов, вход первого из которых является входом задания первой переменной преобразователя, элемент задержки, выход которого соединен с управляющими входами и ключей сброса, и эапоминаюших элементов, выходы которых подключены к соответствуюшим входам сумматора, выход которого является выходом преобразователя, блок задания коэффициента передачи, подключенный к управляюшим входам (и- 1) усилителей с управляемым коэффициентом передачи, выходы которых подключены к входам соответствуюших запоминаюших элементов, а информационные входы через соответствуюшие ключи пере-" дачи информации соединены с выходами соответствующих интеграторов, о т л и .— ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач as счет вычисления функциональной зависимости от двух переменных типа дробного бинома

Ньютона, в него введены блок сравнения и соединенные последовательно (1 + 1)-Й ключ передачи информации и (И+1)-й за« поминаюший элемент, причем (И+1)-й. ключ передачи информации подключен к входу задания первой переменной, преобразователя, выход последнего интегратора соединен с первым входом блока сравнения и через VI -й ключ передачи информации — с входом VI-го запоминающего элемента, второй вход блока сравнения является входом задания второй переменной преобразователя, а выход блока сравнения подключен к входу элемента задержки и к управляюшим входам Н ключей передачи информации и (И+ 1)-го ключа передачи информации, выход (И+ 1)-го запоминающего элемента подключен к соответствуюшему входу сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Формула изобретения Ж 87338, кл. 6066j 7/26, 1949.

2. Авторское свидетельство СССР

Функциональный преобразователь, со- по заявке М 2836228/18-24, держащий и последовательно. соединенных кл. G06 6 7/26, 1979 (прототип) .