Функциональный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик оц748442 (61) Дополнительное к авт. свид-ву! (22) Заявлено 250578 (21) 2620667/18-24 (5й)М. Кл. с присоединением заявки Ж— (23) Приоритет

6 06 6 ?/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретениИ и открытий

Опубликовано 15.07.80, Бюллетень Йо 26

Дата опубликования описания 15.07.80 (53) УДК б 81. 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. N. Блюменау и 3. X. Херманис

Институт электроники и вычислительной техники

AH Латвийской ССР (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам преобразования сигналов по логарифмической и показательной зависимостям.

Известен функциональный преобразователь (11, содержащий генератор импульсов, два счетчика, блок управления, источник опорного напряжения цифроаналоговый преобразователь, генератор управляемой частоты, блок задания показателя степени и блок задания основания степени. Устройство позволяет выполнять различные функциональные преобразования сигналов, в частности воспроизводить лога-. рифмические и показательные функции.

Недостатком устройства является 2Q пониженное быстродействие.

Известен также функциональный преобразователь (21, содержащий блок управления, два управляемых делителя .напряжения, пороговый блок, блок 25 логарифмирования, сумматор, источник опорного напряжения, компаратор, генератор импульсов, элемент И, счетчик и цифроаналоговый преобразователь. Данный преобразователь выпол- 36 няет преобразование сигналов по логарифмической и показательной зависимостям.

Недостатками устройства являются сложность конструктивной реализации и пониженное быстродействие.

Прототипом изобретения является функциональный преобразователь "Ä3), содержащий источник опорного напряжения, соединенный выходом с первым входом формирователя экспоненциального напряжения, подключенного выходом к блоку определения рассогласования и соединенного вторым входом с первым выходом блока управления, второй выход которого через формирователь линейно-изменяющегося сигнала подключен к первому входу блока сравнения, соединенного выходом со вторым входом блока определения рассогласования, подключенного выходом к первому входу блока уравновешивания, выход которого соединен с выходкой шиной преобразователя и подключен к второму входу блока cpasнения, а третий вход блока определения рассогласования соединен с входной шиной преобразователя. Блок рассогласования выполнен на компараторе и схеме совпадения. Принцип дейст748442

Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блоксхема функционального преобразователя.

55 Устройство содержит источник опорного напряжения 1, подключенный выходбм" к"первому входу формирователя экспоненциального напряжения 2, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления 3. Второй бО выход блока 3 через формирователь линейно-изменяющегося сигнала 4 йодключен к первому входу блока сравнения .5, второй вход которого соединен с выходом первого переключателя 6. Пер-, 65 вия функционального преобразователя основан на введении канала уравновешивания, позволяющего выполнять функциональные преобразования с использованием не одного мгновенного значения экспоненциального напряжения, а ряда таких значений, что позволяет обеспечить нысокую точность и быстродействие.

Недостатками прототипа являются относительная сложность конструктивной реализации и ограниченный класс воспроизводимых функций. Последнее объясняется тем, что устройство позволяет выполнять преобразо(вание сигналов только по логарифмической зависимости и не позволяет 15 выполнять антилогарифмическое преобразование.

Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых функций и упрощение преобразователя.

С этой целью н функциональный преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, соединенный выходом с первым входом формирователя экспоненциального напряжения, подключенного выходом к первому входу блока определения рассогласования и соединенного вторым входом с первым выходом блока управления, второй вы, ход которого через формирователь линейно-изменяющегося сигнала подключен к первому входу блока сравнения, соединенного выходом со вторым входом блока определения рассогласования, подключенного выходом к первому входу блока уравновешивания, выход которого соединен с выходной шиной преобразователя, дополнительно введены два переключателя, подключенные первыми входами к выходу блока уран" нонешивания, соединенного вторым вхо- 4Q дом с выходом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого переключателя, соединенного вторым входом с первой входной шиной преобразователя, а выход второго переключателя, подключенного вторым входом ко второй входной шине преобразователя, соединен с третьим входом блока определения рассогласования, подключенного четвертым входом к выходу источника опорного напряжения. вый вход переключателя 6 подключен к выходу блока уравновешивания 7, выходной шине преобразователя, к первому входу нторого переключателя 8

Вторые входы переключателей 6 и 8 соединены соответственно с первой и второй входными шинами преобразователя. Первый вход блока уравновешивания, подключенного вторым входом к выходу блока сравнения 5, соединен с выходом блока определения рассогласования 9. Вход блока 9 соединен соответственно с выходом формирователя экспоненциального напряжения

2, выходом блока сравнения 5, выходом переключателя 8 и выходом источника опорного напряжения 1.

Устройство работает следующим образом.

При выполнении логарифмического функционального преобразования входной сигнал у через переключатель

8 поступает на третий вход блока 9.

В случае антилогарифмического преобразования входной сигнал )(через переключатель 6 подается на второй вход блока сравнения 5. Выходной сигнал в обоих случаях снимается с выхода блока уравновешивания 7. Блок управления 3 периодически вырабатывает импульсы, из которых формирователь экспоненциального напряжения

2 формирует сигнал, изменяющийся во времени по закону U = U< ( †" -1).

Дискриминатор мгновенных значений .сравнивает сумму 0 + 0„(где Ол — напряжение на выходе источника 1) с напряжением U» поступающим с выхода переключателя 8, причем сравнение этих напряжений производится н моменты времени, соответствующие равенству на первом и втором входах блока сраннения 5. Выходной сигнал блока определения рассогласования

9 в зависимости от вида функционального преобразования вызывает либо изменение фазового положения импульсов на выходе блока сраннения 5 относительно экспоненциального сигнала (в случае логарифмического функционального преобразования), либо непосредстненное изменение выходного напряжения блока уравновешивания 7 (в сЛУчае антилогарифмического функционального преобразования). При этом направление этих изменений и их выполнение приводят к тому что напряжение

О,поступающее на третий вход блока 9 с выхода переключателя 8, становится равным U< + Ол, а срабатывания и несрабатывания блока 9 ста новятся вероятностными. Другими словами, начинает выполняться раненстно 0 = Uq либо равенство 7

=С Ь(0 /u) =-г Ь (q /Ол) соответственно .для антилогарифмического, либо логарифмического преобразований.

При аналоговом представлении нхор ной и выходной информации формиронд748442 тель линейно-изменяющегося сигнала

4 выполняется в виде генератора пилообразного напряжения, длительность которого равна времени формирования экспоненциального напряжения. Блок сравнения 5 выполняется на компара-, торе напряжения, а блок уравновешивания 7 — на интеграторе, выходное напряжение которого изменяется в зависимости от срабатывания, либо несрабатывания блока 9.

При представлении в случае антилогарифмического преобразования выходных сигналов как в аналоговой, так и в цифровой форме, блок уравновешивания 7 выполняется в виде последовательно-соединенных реверсив- 15 ного счетчика и цифроаналогового преобразователя. При этом изменение кода в счетчике при прохождении импульса сравнения с выхода блока 5 на второй вход блока 7 составляет 20

"+1" либо "-1" в зависимости от срабатывания или несрабатывания блока 9. Выходной сигнал в цифровой форме снимается с кодовых выходов реверсивного счетчика блока 7. 25

Если же входной сигнал при антилогарифмическом преобразовании задан в цифровой форме, то формирователь линейно-изменяющегося сигнала 4 выполняется н виде счетчика, Щ время заполнения которого соответствует времени формирования экспоненциального напряжения, а блок сравнения 5 представляет собой цифровой компаратор кодов, поступающих со счетчика формирователя 4 и реверсивного счетчика блока уравновешивания 7, либо .входного кода (соответственно для случаев логарифмического и антилогарифмического преобразований).

Формирователь экспоненциального напряжения 2 выполняется по схеме с

"отрицательным" сопротивлением, например на операционном усилителе, охваченном положительной обратной связью, что обеспечивает высокую точность фсрмиронания при небольших аппаратурных затратах. Блок определения рассогласования 9 может быть выполнен на последовательно включен- 50 ных компараторе и Q -триггере, в который записывается состояние этого. компаратора, соотнетстнующее переднему фронту импульсов, поступающих с ныхода блока сравнения 5 55 на второй вход блока 9.

Рассмотренный функциональный преобразователь по сравнению с прототипом позволяет расширить класс воспроизводимых функций за счет дополнитель- 6О ного включения антилогарифмического преобразования, и, кроме этого, обладает более простой конструктивыой конструкцией, так как введение дополнительных связей выхода источника 1 со входом блока 9 и выхода блока сравнения 5 с входом блока уравновешивания 7 позволяет упростить конструкцию формирователя экспоненциального напряжения 2 и блока уравновешивания 7.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, соединенный выходом с первым входом формирователя экспоненциально „го напряжения, подключенного выходом к первому входу блока определения рассогласования, а вторым входом— к первому выходу блока управления, второй выход которого через формирователь линейно-изменяющегося сигнала подключен к первому входу блока сравнения, соединенного выходом со вторым входом блока определения рассогласования, подключенного выходом к первому входу блока уравновешивания, выход которого соединен с выходной шиной преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций и упрощения преобразователя, н него дополнительно введены два переключателя, подключенные первыми входами к выходу блока уравновешивания, соединенного вторым входом с выходом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого переключателя, соединенного вторым входом с первой входной шиной преобразователя, а выход второго переключателя, подключенного вторым входом ко второй входной шине преобразователя, соединен с третьим входом блока определения рассогласонайия, подключенного четвертым входом к выходу источника опорного напряжения.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2590603/18-24, кл. G 06 G 7/20, 14.03.78.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2608937/18-24, кл. С 06 G 7/24, 04.05.78.

3. Авторское свидетельство СССР

9 511600, кл. G 06 G 7/24, 1974 (прототип).

748442

Составитель С. шелипова

Редактор Н. Каменская ТехредЖ.Кастелевич Корректор Г. Решетник

Заказ 4241/37 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра чаская наб;, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4