Функциональный преобразователь для воспроизведения дробнорациональных функций

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6в) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Занвлено 22;1275 (21)2302253/18-24 с присоединениевв заявки Ph—

Союз Советских

Социалист)вческих

Республик я (и) 591872 (Я) M. Кл.й

G 06 G 7/26

Гввйдврвтввномй ноантвт

Соввтв Мнннвтров ССОР но .донни нзобрвтвннй н отнрытнй (23) Приоритет— (53) УДК

681. 335 (088. 8) (43) Опубликовано 0502,78 Бтоллетень Эй 5 (45) Дата опубликования описания 1901.78 (72) вт ор изобретения

P.A. Калько

Белоруоский филиал Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М ..Кржижановского (7l) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ДРОБНО-РАЦИОНАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики и телемеханики, а именно к функциональным преобразователям информации .(ФПИ) .

Оно может быть использовано в составе систем управления и измерительных устройств.

Известны ФПИ, содержащие операционные усилители с логарифмирующими блоками в обратной связи, ключевые схемы 10 для управления сопротивлениями во входных цепях усилителей, генераторы входных импульсов для управления ключами, суммирующие усилители н резисторы с параболическими характеристика. 1я ми () ).

Эти устройства сложны, трудно на- . страиваемы, имеют значительную погрешность от большого числа элементов, температурные погрешности, погрешность, яр обусловленную неидеальностью бесконтактных ключевых. схем и требуют специального подбора характеристик нелинейных элементов.

Наиболее близким техническим реше- 25 нием к изобретению является функциональный преобразователь для воспроизведения дробно-рациональных функций, содержащий мост с резисторами в плечах, в диагональ питания которого вклю-30 чен источник опорного тока, а в выходную диагональ — вход управляемого источника тока, и выходной блок, например регистратор (2).

Такой преобразователь сравнительно сложен и имеет недостаточно высокую точность.

Целью изобретения является упрощение преобразователя и повышение точности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе два смежных по отношению к выходной диагонали моста плеча содержат дополнительные резисторы, один из которых выполнен зависимым от входного физического параметра, включенные последовательно с основными резисторами. Узлы соединения допол.нительных резисторов с основными под:ключены последовательно с .выходным блоком к выходу управляемого источника тока, а узел соединения дополнительных резисторов подключен к его входу.

На чертеже показана функциональная схема преобразователя °, Преобразователь содержит мост с резисторами 1-6, в диагональ питанйя которого, включающую резисторы 1-2, под(<лючен источник опорного тока 7, а в выходную диагональ — вход управляемо591872.го источника тока (УИТ) 8. Третья диагональ, образованная узлами соединения дополнительных двух плеч с резисторами 4,5, подключена к токовому выходу

УИТ последовательно с выходным (или приемным) блокоМ 9 (указатель, регист ратор и т.д.). Выходная диагональ -моста, образованная узлами соединения резисторов 1,2 и дополнительных резисторов 4,5, является диаметром моста.

Переменным резистором, являющимся эадатчиком входного физического параметра, может быть любой иэ шестй резисторов схемы в зависимости от вида реализуемой функции. При воспроизведении дробно-линейной функции, например

)15 с положительной возрастающей производной, задающим является резистор 4.

Устройство работает в балансном режиме. Входом устройства является переменный задающий резистор. В ветвях мос-"0 та автоматически создается такое распределение токов, при котором на диаметре, т.е. выходной диагонали, напряжение U =0 с точностью до ошибки статизма. При этом условии величина тока

32 в выходной цепи УИТ,являющегося выходным параметром устройства, определяется зависимостью

111 з ) ъ(6 5) 30

2 1

1 к, к,+к,}-к„(к,+,) Источники информации, принятые во внимание при экспертизег

1. Авторское свидетельство СССР

В 364942, кл. & 06 6 7/26, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9537357, кл. O 06 Э 7/26, 02.01.75. где 1- - сопротивления соответствующих резисторов, которая является статической функцией преобразования устройства. Вид воспроизводимой Функции определяется выбором плеча с переменным задающим резистором н соответствующим подбором резисторов всех плеч. Дробно-линейная 40 функция, например с пбложительной возрастающей производной, воспроизводится при условии равенства величин резисторов (плеч) 1,5 и б (Й1 Кз = 4 ) °

Задающим является резистор 4. Характер 45 реализуемой устройством дробно-линейной функции зависит только от соотношения двух постоянных резисторов, подключенных в той половине моста по отношению к диаметру, где включен задат- 80 чик аргумента. резисторы противополож-: ной половины моста выбираются равными по величине и на вид реализуемой функ ции не влияют.

Устройство может применяться непос- 55 редственно как функциональный преобразователь электрическое сопротивление — ток нли напряжение . В этом случае задатчиком аргумента может быть измерительный преобразователь, например термометр сопротивления, реостатный за-Р датчик или время-импульсный резистор, в том числе и параболический. В пос;леднем случае возможно вычисление функций время-импульсного аргумента, в том, числе дробно-рациональных с квадратны .86 ми полиномами в числителе H знаменателе. При соответствующем расчете элементов моста устройство может быть применено для линеаризации. Кроме непосредственного применения устройство может быть применено как основной функциональный блок в преобразователях с двойным преобразованием.

Предложенное устройство проще известных особенно при реализации дробно-линейной функций, которая реализуется абсолютно точно, т.е. без методической погрешности. Кроме того, устройство не требует размножения сигнала аргумента, т.е. присутствие аргумента в числителе и зйаменателе обеспечивается одним за= дающим входную физическую величину резистором.

Возможно также применение устройства в ФПИ, реализующих кусочно-нелинейную аппроксимацию. В этом случае постоянные резисторы, формирующие коэффициенты гиперболы, выполняются В виде диодно управляемых резисторных ячеек. Применение рациональных дробей позволяет осуществить аппроксимацию большинства элементарных функций без наращивания аппаратуры. даже дробно-линейная функ ция в устройствах приборного типа оказывается более конкурентноспособной

IIo сравнению с полиномом второй степени.

Электронная часть схемы легко реализуется на унифицированных интегральных операционных усилителях.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь для воспроизведения дробно-рациональных функций, содержащий мост с резисторами в плечах, в диагональ. питания которого включен источник опорного тока, а в выходную диагональ — вход управляемогб источника тока, и выходной:блок, например регистратор, .о т л и ч а ю щ и и " с я тем,: что, с целью упрощения преобразователя и:повышения точности его работы, в нем два смежных по.отношению к выходной диагонали моста плеча содер« жат. дополнительные резисторы, один из которых выполнен зависимым от входного физического параметра, включенные последовательно с основными резисторами, узлы соединения дополнительных резисторов с бсновными.подключены последовательно с выходным блоком к выходу управляемого источника тока, а узел соединения дополнительных резисторов подключен к его входу.

591 В72

Составитель A.Маслов

Техред 3.Чуйик . корректор Б.Папп

Редактор Л.утехина

Филиал ППП Патент, r. Уигород, ул. Проектная, 4

Эаказ 593/43 Тираи 82б Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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