Импульсный функциональный преобразователь

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (i », 6:4Q32I

Союз Советских

Социалистических

Республик оп гв

Ще > о.;....,..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (<) I ) Д) ><10, i i iii <«-. <. и) )<= и -< г«Г. "Bi i д-в, (22) Заявлс»о 05.01.77 (21) 2439481/1<8-24 с прпсосдп»ением заявки . е— (3) 111»«) п<т< < (13) (>публ»ко<па»<> 30.12.78. 1>юл,«от<»<, Л 48 (45) Дата опубликования о»пса><ия 30.12.78 (5! ) М. Кл. -

G 06 6 7126

Госудорстеенио>и коц<п ет по деликт изобретений и открытий (5;>) У,1!К 681.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Богословский, О, А. Олянишин и В. И. Богдан

Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЪ|Й ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВА1 ЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при моделировании нелинейных систем, а также в систсмах автоматического pci óëèðîBàíèÿ.

Извсстсн функциональный преобразователь, содержащий блок преобразования входного напряжения во временной интервал и множительно-суммирующий блок (1).

Недостатком известного является пони- 10 женное быстродействие, обусловленное использованием сглаживающих фильтров прп преобразовании одного из входных сигналов во временной интервал.

Известен также преобразователь, содер- 15 жащий генератор импульсов, элементы И, ключи, резисторы, усилитель с.„усредняющей обратной связью и многоканальный распределитель импульсов, выполненный на счетчике и дешифраторе (2). 20

Недостатком известного является сложность регулировки выходного сигнала в узлах интерполяции, в частности, при необходимости изменить выходной сигнал в i-ом узле, не изменяя его в остальных узлах, тре- 25 бустся производить регулировку всех резисторов, начиная с i — 1.

Наиболее близким техническим решением к пзоорс! < ><<по является импу<>ьс>п.<Й ф< нкц<<опа »)»Llll прсобпазователь, <од<. ржа<цпй 3> генератор импульсов, соединенный выходом с входом многоканального распределителя импульсов, подключенного выходом к входу генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый масштабный резистор соединен с входом нуль-органа, подключенным также через второй масштабный резистор к первому входу импульсного функционального преобразователя, причем второй вход прсобразователя через ряд параллелы ых цепей, каждая пз которых состоит пз последовательно < 0<.ä>Iпенных регулируемого резистора и ключа, подключен ко входу выходного усилителя с усредненной обратной связью (3).

Недостатком известного является сложность регулировки выход»ого сигнала в узлах интерполяции.

Целью изобретения является упрощение настройки преобразователя.

Для этого в импульсный функциональный преобразователь дополнительно введены группа элементов И, триггер и последовательно соединенныс источник опорного »апряженпя, третий масштабный резистор и ключ, выход которого подключен к входу нуль-органа, а управляющий вход соединен с выходом триггера, подключенного входом к выходу ><уль-оргп»а, п с псрвымп «ход:>ми< >.i< м< ii i<»i 11 i руины, < n<".(»»с»пых «то1

640321

) Г

Зо

45

69

ДЫХ1И E (од!ЯМИ С ВЫХОДаМИ МНОГОЕЯЬаЛ1 Iivr 0 распределителя импульсов и подкл>оченных выходами к управляющим входам ключей ряда параллельных ключей.

Это позволяет обеспечить независимую регулировку выходных сигналов в узлах интерполяции. Регулировка резистора, опредеЛЯ!0шсГ0 ВЕЛИЧИНУ ВЫХОДНОГО СИГНаЛЯ В 1-0М уз!!с, 13лпяе1 Iial положеllпс To.! bl(0 двух смежных участков (i — 1, i) и (i, i+1). При настройке характеристики преобразователя вь1ходной «IIrllaл в каждом пз узлов регулирустся незя!;пспмо, я между «о«еднпмп узл !! м и 0 б с c Il l и Б а т с Я л и н е!3 н я я I I Ill (J ) и ол яцпя.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, блок-схема.

Устройство содержит генератор импульсов 1, выход которого подключен к входу многоканального распределителя импульсов 2. Количество выходов распределителя 2 равно числу узлов интерполяции и. K одному из выходов распределителя 2 подключен генератор пилообразного напря>кения 3, на выходе которого формируется линейно-нарастающее напряжение Ур в течение и периодов генератора 1, а затем происходит возврат в исходное состояние. Выход генератора 3 через первый масштабный резистор 4 подключен к входу нуль-органа 5.

Вход нуль-органа 5 также соединен через второй масштабный резистор 6 с первым входом преобразователя Ul и через третий резистор 7 и дополнительный ключ 8 со входом опорного напряжения U„„. Выход нульоргана 5 через триггер 9 подключен к управляю1цему входу ключа 8 и первым входом группы из и элементов И 10. Вторые входы элементов И соединены с соответствующими выходами распределителя 2. Выходы элементов И группы подключены к управляющим входам ключей 11, включенных в ряд параллельных цепей, с помощью которых осуществляется подключение второго входа преобразователя (на который подается напряжение U ) через соответствующий регулируемый резистор 12 этих цепей к входу выходного усилителя с усредпяющей обратной связью 13.

С помощью элементов 4 — 13 формируется выходное напряженис

U,„,=U, f(U,), где f(UI) — кусочно-линейная функция от напряжения на первом входе преобразователя.

Работа импульсного функционального преобразователя происходит следующим образом.

В начале рабочего цикла, когда напря>кение на выходе генератора пилообразного напряжения 3 равно нулю, нуль-орган 5 и триггер 9 находятся в поло>кении, при котором !зсе элсменты И 10 оказываются зякрытыми, я цепи резисторов и 12 отключл- ными ключами 8 и 11.

После того как напряжение на выходе генератора 3 станет равным по абсолютному значению входному напряжению Ul, срабатывает нуль-орг" í 5 Это произойдет в мо. 11ЕНТ, ОТС10ЯШИЙ OT Начаяа 13ИКЛа Hà ВРЕ.;1Я

t,=U, Up max где т — интервал между пмпульсямп, выдаваемыми генератором 1; Up,„— максимальная величина развертывающего напряжения. Время /! Irlo>«110 представить как сумму целоп> числа я интервалов т п II(«пторого времени р=О т, где 0(О(1.

t, =(к+ H) .

После срабатывания нуль-органа 5 переключается триггер 9, и IIa его выходе появляется сигнал, поступающий на первые входы группы элементов И 10 и управляющий вход ключа 8. Под действием сигнала с триггера 9 и сигнала, поступающего с многоканального распределителя 2, переключится один из элементов И 10, номер которого равен числу а. Переключение этого элемента приводит к включению соответствующего ключа 11. В результате на вход усилителя с усредняюшей обратной связью

13 будет подан ток

i (-1г g„, где g, — всличина регулируемой проводимости в цепи, имеющей номер я из ряда параллельных цспей, в которые включены рсзисторы 12.

Также под действием сигнала с выхода триггера 9 происходит замыкание ключа 8 и на вход нуль-органа 5 подается дополнительное опорное напря>кение U„„, смсщающее точку срабатывания нуль-органа 5»а величину

Появление смсщяющсг0 спп:,яля приводи 1 к возврату нуль-органа 5 13 II«. ;îällîñ п010жснис. Однако триггер 9 остается во вк.»оченном положении, так и ll(OII переключается передним фронтом импульса на выходе нуль-органа 5 и ток !. продолжает поступать п а вход усилителя 13.

В момент времени г — (г3 + 1) произойдет очередное переключение многоканального распределителя 2, ключ, соответств 1ощий числу а, отключится, ключ, соответствующий числу (я+1), включится п на вход операционного усилителя с усрсдняющей обратной связью 13 будет подан ток ., = -a., где g„, I — величина рсгулпрусмой проводимости в цспп, имеющей номер (u+1).

4032!

Формула изобретения

12

)2<—

Составитель С. Казинов

Те)<ред С. Антипенко

Корректоры: О. Тюрина и Е. Хмелева

Редактор Ю. Челюканов

Заказ 2219/15 Изд. М. 781 Тираж 799 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изойретеиий н открытий

113035, Москва )l(-35, Раушская паб., д. 4/5

Типогра<1и!я. !!р. Сапунова, 2

5

))

i GK <)1 С ) д<еТ посТ ) паТЬ H ВхСД 1<силителя 13 до повторно.-о перекл)очения триггера 9, которое произойдет в момент времени 1з при повторном срабатывании нуль-органа 5

t9,-- 1 -, + )-)t ) — — — = (g + 1 + 6) т.

) . t) )и <) т

После переключения триггера 9 ток на входе усп,1ителя 13 снизится до нуля и сохранится таким до следующего цикла. Таким образом, зп один пик1 работы мио!оканальfIn.n р1)сп1)(д(с! I . (и будет подан заряд 0

0 — 1 (/, — ti)+ !,(t3 — (,).

Напряукспис на выходе операционного усилителя с усредняющей обратной связью

U,i„, пропорционально заряду О с коэффициентом пропорциональности I(:

И.„„= К И, (д„(1 — e)+ g„,,()).

При изменении О от 0 до 1 U„,,- изменяется линейно от К(У,тд „дo KU g„, Выбирая величины g, пропорциональными заданным ординатам функции f(UI) в узлах интерполяции, можно обеспечить моделирование кусочно-линейной функции с равномерным расположением узлов интерполяции по оси абсцисс и независимой регулировкой ординат в узлах.

Импульсный функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, соединенный выходом с входом многоканального распределителя импульсов, подкл!сченногv вь1хдом е входу генератора

:1!(лоосбр<(зного напряжения, выход которо.-о чс!, первый масштабный резистор соединен с входом нуль-органа, подключенным также через второй масштабный резистор и первому входу импульсного функционал)-,I1n! 0 I!1)< oil()llз0в!lT(ill, ПР!!Век! В! 01)оп !< iоД п1) сООР((I<)11!l1 <. л Я чсР(. 3 РЯД н(11) l, I. I <. ьньl х цспсй, KBæ:l fff из которых состо,п и; послс10 довательно соединенных рсгулпруcifolo рсзпстора и ключа, подключен к входу выход!1010 <. I! 1

НОЙ СВЯЗЬIО, 0 Т,I 11 )I;l 10 Щ If Il С и ТЕМ, l!О, целью упрощения и;)с ройки прсобр!1з01)а с15 ля, в прсобразоватсль дополнитсл 110 ш;сдсHbI груп!1; -),!(а)с!!То!1 1!, трпггср ) п<)(лсдоватсльно сосдинсш;),;е источш;и опорного напряжения, третий масштабный резистор и ключ, выход которого подключен ко вхо20 дт и, I! -органа, и управляюп,ий вход со :), . — нен с выходом триггера, подключенного входом и выходу нул»-органа, и с первыми входа>.!!1 х!(м<. 11 Ов 11 гp" ппы, сосдпненнь)х вторымп входами с выходами многокапаль25 ного распределителя импульсов и подкл)оченных выходамп и управляющим входам ключей ряда параллельны. цепей.

11сточники информации принятыс во внимание при экспертизе

30 1. В. Б. Смолов «Аналоговые вычислптсльныс машины», )1., Высшая школа, 1972, с. 301 — 303, рис. VI — 71.

2. Г. E. Пухов «Справочник по аналоговой вычислительной технике», 1(иев, «Технн35 ка», 1975, с. 195, рис. 3.46.

3. Патент СШЛ ¹ 3689. 754, кл. 235—

197, опубл. 1972.