Функциональный преобразователь

 

Функциональный преобразователь может быть использован при построении информационно-измерительных систем. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности нелинейного преобразования частоты. Функциональный преобразователь работает циклично. В каждом цикле происходит, во-первых, N-кратный заряд конденсатора 8 первого аналогового блока памяти до напряжения E<SB POS="POST">о</SB> с последующим разрядом на вход интегратора 4, во-вторых, M-кратный заряд конденсатора 13 до напряжения E<SB POS="POST">о</SB> с последующим разрядом на вход интегратора 4, в-третьих, интегрирование интегратором 4 импульсов тока, задаваемых посредством поочередного подключения на вход интегратора 4 через коммутатор 2 и масштабирующую резистивную матрицу 3 напряжения +E<SB POS="POST">о</SB> или - E<SB POS="POST">о</SB> источника 1, в-четвертых, выборка с последующим запоминанием напряжения на выходе интегратора 4 блоком 5 выборки-хранения. 1 з.п-лы, 1 ил.

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН щ) С Об С 7/26

6Й;;Ж.33Я0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ !

10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ -СССР (21} 4627385/24-24 (22) 27 ° 12.88 (46) 07.11.90. Бюл. Н - 41 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.10,Сергеев, Ю.M.Туэ, Ю.А.двораковский, P.B.Øåðñòâê и С.А.П1урпач (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1016799, кл. G Об G 7/26, 1983, Авторское свидетельство СССР

Р 1107138, кл. G 06 G 7/26, 1984. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Функциональный преобразователь может быть использован при построении информационно-измерительных систем. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устрой2 ства за счет обеспечения возможности нелинейного преобразования частоты.

Функциональный преобразователь работает циклично. В каждом цикле происходит, во-первых, и-кратный заряд конденсатора 8 первого аналогового блока памяти до напряжения Е с пос0 ледующим разрядом на вход интеграто— ра 4, во-вторых, m-кратный заряд конденсатора !3 до напряжения Е> с последующим разрядом на вход интегратора 4, в-третьих, интегрирование интегратором 4 импульсов тока, задаваемых посредством поочередного подключения на вход интегратора 4 через коммутатор 2 и масштабирующую резистивную матрицу 3 напряжения +Е или

-Е0 источника I, в-четвертых, выборка с последующим запоминанием напряжения на выходе интегратора 4 блоком

5 выборки-хранения. 1 э.п. ф-лы,1 ил.

1605262

Изобретение относится K информационно-измерительной технике, в частности к функциональным преобразователям, и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности нелинейного преобразования частоты.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Функциональный преобразователь содержит включенные последовательно 15 соединенные источник 1 опорного напряжения, коммутатор 2, масштабирующую реэистивную матрицу 3, интегратор 4 и .блок 5 выборки-хранения,первый аналоговый блок памяти, содержа- 20 щий ключи 6 и 7 и конденсатор 8,второй аналоговый блок памяти, содержащий ключи 9 — 12 и конденсатор 13, дешифратор 14, подключенный к коммутатору 2, блок 15 синхронизации,выхо- 25 ды которого подключены к управляющим входам ключей 6 и 7 и блока 5 выбор- . ки-хранения, блок 16 преобразования напряжения в частоту, включенный между выходом блока 5 выборки-хранени и выходом функционального преобразователя, формирователь 17 импульсов, подключенный к выходу функционального преобразователя и управляющим входам ключей 9 - 12 второго аналогового блока памяти, генератор

18 тактовых импульсов, счетчик 19 импульсов, подключенный к генератору 18„ блок синхронизации может,например, содержать формирователь 20 40 импульсов, подключенный к входу преобразователя, и делитель 21,частоты, входом подключенный к выходу 20 фор" мирователя импульсов, а выходом - к входу сброса счетчика 19 импульсов. 45

Функциональный преобразователь работает циклично. Циклы задаются импульсами выборки, поступающими с выхода делителя 21 частоты блока 15 синхронизации на вход управления вы" 5< борки блока 5 выборки-хранения. Импульсы выборки представляют собой последовательность импульсов, полученную из последовательности импульсов частотой f<, поступающих на вход устройства, путем деления на коэффициент, задаваемый делителем 21 частоты, В каждом цикле (т,е. в промежутке между приходом двух

Предположим, перед началом первого иэ рассматриваемых циклов частота на выходе устройства равна Х а входная частота, изменившись скачком от некоторого произвольного значения (соответствующего значению

fв„,» ц ), стала равной значению Е;, Тогда после окончания первого цикла частота на выходе устройства станет равной.2

+ СО

sigyn/f y it о +1 1 +

+ вы»,ц Q»

С вЂ” емкость конденсатора интегратора 4;

I де соседних импульсов выборки) происходит, во-первых, и-кратный з аряд конденсатора 8 емкостью С от источ1 ника 1 опорного напряжения до напряжения Е через ключ 6 с последующим о разрядом через ключ 7 на вход интегратора 4 (где п — коэффициент деления 21 делителя частоты); во-вторых, ш-кратный заряд конденсатора 13 емкостью С через ключи 12 и 9 от источника 1 до напряжения Е с последующим разрядом через ключи 11 и 10 на вход интегратора (от чего зависит и чему равно m будет показано далее); в-третьих, интегрирование интегратором 4 импульсов тока, задаваемых посредством поочередного подключения на вхоц интегратора 4 через коммутатор 2 и матрицу 3 напряжений +Е о или -Ео источника 1; в-четвертых,выборка с последующим запоминанием напряжения на выходе интегратора 4 блокам 5 выборки-хранения во время прихода импульса выборки с выхода делителя 21 частоты блока 15 синхронизации. Частота f на выходе устройствы» ва. определяется напряжением на выходе блока 5 выборки-хранения и. коэффициентом передачи преобразователя 16 напряжения в частоту.

1605262

R4iRtss

К,R(.4 сопротивления резисторов матрицы 3; напряжение источника ъ

1, подключаемое к резистору сопротивлением

R, через коммутатор 2 (E равно +E или

-E 0 в зависимости от

) ° время, в течение которого каждый резистор матрицы 3 подключен к источнику 1; 15 и ".КИС ю °

fÄÄC

О1

Q= I

nEoC <

Сп

ВВВ. ll п

+ вых.ц ч ° где j 1n1. Функциональный преобразователь, содержащий последовательно соединенные источник опорного напряжения,коммутатор, масштабирующую реэистивную -матрицу, интегратор и блок выборкихранения, а также первый аналоговый блок памяти, включенный между источником опорного напряжения и информа5О ционным входом интегратора,последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик и дешифратор,выходы которого. соединены с управляющими входами коммутатора, .блок синхРониэацииу первый» второй и третий выходы которого соединены с входами записи и считывания первого аналогового блока памяти и с управляющим входом блока выборки хранения соот+1 при Х) 0;.

81ЯПХ

-1 при Х О, 1,K — поРядковый номер резистора матрицы 3.

Посл е о кон ч ания n- ra цикл а

1 Ео1

Cn,l R!

sign(it o — n/f i)+1

„13

2.

sign(n/f w — ito)+1

+ 1

« у

"в 2 -их --ч

j l порядковый номер цикла.

Последнее выражение состоит иэ двух слагаемых, первое иэ которых представляет собой геометрическую . прогрессию со знаменателем прогрессии Ч„сходящимся, как известно, при ) Ц(1 и убывающим, когда п сто при выполнении этого же неравенства, член Евв,х я Q . Воспользовавшись изИ вестными формулами для вычисления суммы членов геометрической прогрессии, запишем, чему станет равной частота на выходе устройства после окончания переходного процесса (т.е. при n ): з

Ео С

f + выл С Х

f х - Eai

+ n/f

s1gn(1t n/fr)+1 (1 ) t х - («+- -- - +

sign(n/f — i t<)+1 о 2

Последнее выражение представляет собой уравнение преобразования устройства. Из анализа этого выражения следует, что зависимость выходной частоты от входной содержит линейный

Е С1 член ††-- f а также нелинейную

СЕ х» часть, которая зависит от частоты

f и от сопротивления резисторов

К „..., Р k матрицы 3, а также знаков напряжений Е ;. Нелинейная часть представляет собой некоторую ломаную линию в координатах Е в вых

= f (f „), т. е, кривую, аппроксимирующую кусочно-линейно заданную нелинейную sависимость. Наклоны линейных участков здесь зависят от знака

Е и от значений соответствующих

0 резисторов R, матрицы 3 т.е., выбирая знак Е в, и значение Р,, можно получать различные требуемые нелинейные зависимости.

Устройство может быть использовано для линеаризации частотных датчиков, обладающих собственной нелинейностью, что позволяет испольэовать его в составе, например, информационно-измерительных систем, работающих на каком-либо объекте в автономном режиме при большом наборе датчиков, обладающих различной нелинейностью, Формул а из о бр ет ения

1605262

Составитель Л, Снимщикова

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Дидык Корректор Т.Палий

Заказ 3455 Тираж 563 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент",.r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 ветственно, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности нелинейного преобразования частоты, в него введен второй аналоговый блок памяти, последовательно соединенные блок преобразования напряжения в частоту и формирователь импульсов, первый и второй выходы которого соединены с входами записи и считывания второго аналогового блока памяти, информационный вход преобразователя соединен с частотным управляющим входом блока синхронизации, выход блока выборки-хранения соединен с информационным входом блока преобразования напряжения в частоту, выход которого является выходом преобразователя, а вход сбро5 са счетчика соединен с третьим выходом блока синхронизации.

2. Преобразователь по п,1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок синхронизации содержит последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты, вход формирователя импульсов является частотным управляющим входом преобразователя, выходы формирователя импульсов и выход делителя частоты являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока синхронизации.