CS213746B1

CS213746B1 - Device for creating nonlinear time functions composed of straight lines

Info

Publication number: CS213746B1
Application number: CS896979A
Authority: CS
Inventors: Jiri Brabenec
Original assignee: Jiri Brabenec
Priority date: 1979-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Vynález se týká zapojení pro vytváření nelineárních funkcí času složených z přímkových úseků sestávající z komparátorů, řízeného omezovače, integrátoru, sumačního zesilovače. Na výetup komparátoru je zapojen řízený omezovač, jehož výstup je připojen na vstup integrátoru. Výstup integrátoru je spojen jednak s druhým vstupen komparátoru a jednak s prvními vstupy komparátorů jejichž výstupy jsou spojeny přes odpory se vstupem sumačního zesilovače. Výstup sumačního zesilovače je přiveden na druhý vstup řízeného omezovače.The invention relates to a circuit for generating nonlinear time functions composed of linear segments consisting of comparators, a controlled limiter, an integrator, and a summing amplifier. A controlled limiter is connected to the output of the comparator, the output of which is connected to the input of the integrator. The output of the integrator is connected both to the second input of the comparator and to the first inputs of the comparators, the outputs of which are connected via resistors to the input of the summing amplifier. The output of the summing amplifier is connected to the second input of the controlled limiter.

Description

Vynález se týká zapojení pro vytváření nelineárních funkcí času složených z přímkových úseků sestávající z komparátorů, řízeného omezovače, integrátoru, sumačního zesilovače. Na výetup komparátoru je zapojen řízený omezovač, jehož výstup je připojen na vstup integrátoru. Výstup integrátoru je spojen jednak s druhým vstupen komparátoru a jednak s prvními vstupy komparátorů jejichž výstupy jsou spojeny přes odpory se vstupem sumačního zesilovače. Výstup sumačního zesilovače je přiveden na druhý vstup řízeného omezovače.The invention relates to a circuit for generating non-linear time functions composed of straight sections consisting of comparators, controlled limiter, integrator, summing amplifier. A controlled limiter is connected to the comparator output, the output of which is connected to the integrator input. The integrator output is connected to the second comparator input and to the first comparator inputs whose outputs are connected via resistors to the summing amplifier input. The output of the summation amplifier is connected to the second input of the controlled limiter.

Obr. 1Giant. 1

213 748213 748

Předmětem vynálezu je zapojení pro vytváření nelineárních funkcí Sasu složených z přímkových úseků, sestávající z komparátorů, řízeného omezovače, integrátoru a sumačního zesilovače.The object of the invention is an arrangement for generating non-linear functions of the Sas composed of straight line segments consisting of comparators, a controlled limiter, an integrator and a summation amplifier.

Nevýhodou dosavadního způsobu řeěení používajícího elektromechanického generátoru funkce času, pracujícího na principu odporového děliče, byl stupňovitý průběh, který se nehodí přímo k dalšímu použití. DalSí nevýhodou je nutnost používání meohaniokého přepínače se věemi jeho nevýhodami.A disadvantage of the prior art method using an electromechanical time function generator, operating on the principle of a resistive divider, was a staggered waveform, which is not suitable for further use. Another disadvantage is the necessity of using a meohi switch with many disadvantages.

Známé je též použití potenciometru s vhodným průběhem odporu. Jezdec je posouván pomocí elektromotorku přes vhodný převod. Průběh funkce je dán průběhem odporu potenoiometru. Změna průběhu odporu se dá v určitém rozsahu měnit připojením odporů na odbočky potenoiometru, ovšem velkou nevýhodou*je mechanická složitost vzhledem k použití elektromotoru a z toho vyplývající menší spolehlivost zařízení a v neposlední řadě i vysoká cena. Změny průběhu napětí se dosáhne poměrně složitým způsobem, změna časového měřítka se provádí obtížně změnou převodů v převodovce a tedy stupňovitě.It is also known to use a potentiometer with a suitable resistance curve. The rider is moved by an electric motor through a suitable gear. The function of the function is given by the resistance of the potenoiometer. The variation of the resistance can be changed to a certain extent by connecting the resistors to the taps of the potenoi meter, but the major disadvantage is the mechanical complexity due to the use of the electric motor and the resulting lower equipment reliability and last but not least the high cost. The change in the voltage waveform is achieved in a relatively complicated manner, the change of the time scale is difficult to accomplish by changing the gears in the gearbox and thus stepwise.

Dalším známým způsobem je použití diodových funkčních měničů, které vytvářejí aproximace funkcí pomocí přímkových úseků. Tyto měniče vytvářejí pouze funkční závislosti výstupního napětí na vstupním napětí a proto je nutno na vstup připojit generátor lineárního nárůstu nebo poklesu napští s řiditelnou strmostí, což je hlavní nevýhodou tohoto způsobu. Další nevýhodou je obtížné nastavování strmostí charakteristik hlavně při malýoh změnách strmosti a dále se zde negativně uplatňují úbytky napětí na diodách, čímž se snižuje přesnost průběhů.Another known method is the use of diode function transducers, which provide approximations of functions using straight line segments. These converters produce only functional dependence of the output voltage on the input voltage and therefore it is necessary to connect to the input a linear increase or decrease of voltage with controllable steepness, which is the main disadvantage of this method. Another disadvantage is the difficulty in adjusting the steepness of the characteristics, especially in the case of small variations in the steepness, and furthermore the voltage drops on the diodes are negatively applied, thereby reducing the accuracy of the waveforms.

V dosavadním stavu techniky je dále známé použití aervomechaniokého funkčního měniče, který vytváří spojitou funkci v závislosti na velikosti vstupního napětí. Funkoe se vytváří pomocí potenciometru s vhodným průběhem odporu a s odbočkami, na které se připojují dalěí odpory, jimiž se koriguje průběh funkce. Jezdec potenciometru'je poháněn servomeohanismem a jeho poloha se mění podle velikosti napětí. Tento funkční měnič vyžaduje věak předřazení generátoru lineárního nárůstu nebo poklesu napětí v závislosti na čase, oož je jeho nevýhodou. Další nevýhodou je mechanická složitost, nutnost použití servozesilovače, elektromotoru, polohového potenciometru s funkčním průběhem a převodovky. Z toho vyplývá i menší spolehlivost, poměrně velké rozměry, velká hmotnost a samozřejmě i vysoká oena zařízení.It is further known in the art to use an aervo-mechanical function converter which produces a continuous function depending on the magnitude of the input voltage. The funkoe is created by means of a potentiometer with a suitable resistance curve and taps to which other resistors are connected to correct the function curve. The slider of the potentiometer is driven by servomeohanism and its position varies according to the magnitude of the voltage. However, this functional inverter requires the upstream or downstream voltage upstream generator to be a disadvantage. Another disadvantage is the mechanical complexity, the need to use a servo amplifier, an electric motor, a position potentiometer with a functional design and a gearbox. This results in lower reliability, relatively large dimensions, high weight and, of course, high equipment height.

Uvedená nevýhody řeší zapojení pro vytváření nelineárních funkcí času složených z přímkových úseků podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na výstup komparátoru je zapojen řízený omezovač, jehož výstup je připojen na vstup integrátoru, jehož výstup je spojen jednak s druhým vstupem komparátoru a jednak s prvními vstupy komparátorů, jejichž výstupy jsou spojeny přes odpory se vstupem sumačního zesilovače, jehož výstup je přiveden na druhý vstup řízeného omezovače.These disadvantages are solved by a circuit for generating non-linear time functions composed of straight line segments according to the invention, which is based on the fact that a controlled limiter is connected to the comparator output, the output of which is connected to the integrator input. with the first comparator inputs whose outputs are coupled via resistors to the summing amplifier input, the output of which is connected to the second input of the controlled limiter.

Příklad zapojení pro vytváření nelineárních funkcí času složených z přímkových úseků je na přiloženém výkresu, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení celého obvodu, na obr.An example of a wiring for generating nonlinear time functions composed of straight line segments is shown in the accompanying drawing, wherein FIG. 1 is a block diagram of the entire circuit; FIG.

jsou časové závislosti signálů v jednotlivých vyznačených bodeoh obvodu a na obr. 3 je jeden příklad konkrétního řešení řízeného omezovače.are the time dependencies of the signals in each indicated bodeoh of the circuit, and FIG. 3 is one example of a particular solution of the controlled limiter.

Obvod se skládá z komparátorů £, 11. 15. 19. zřízeného omezovače £, z integrátoru £,The circuit consists of comparators 8, 11, 15, 19 set up limiter 8, integrator 8,

213 74B sumačního zesilovače £ a z odporů 8, 10. 14. 18. Na vstupní svorku £ komparátoru £ jo přivedeno konstantní napětí, které určuje nejvyšší hodnotu vytvářené nelineární funkce na výstupu 6 obvodu. Podle znaménka rozdílu porovnávanýoh napětí se komparátor £ překlápí. Signál z výstupu komparátoru £ se vede přes řízený omezovač £ a potom se integruje integrátorem £. Signál z výstupu, integrátoru £ se přivádí zpět na druhý vstup £ komparátoru £. Tento signál se dále vede na první vstupy 12. 16, 20 komparátorů ££, 1£, 12» na kterých se porovnává se signály přicházejícími na druhé vstupy 13. 17. 21 těohto komparátorů. Jejich výstupy jsou připojeny přes odpory 10. 14. 18 na vstup sumačního zesilovače £. Tyto odpory slouží k nastavení požadovaného výstupního proudu z komparátorů 11. 15. 19. Na vstup sumačního zesilovače £ je dále připojen odpor 8, na jehož vstup £ je přiveden konstantní napěťový signál, který umožňuje dosáhnout sklon prvního úseku vytvářené nelineární funkce na výstupu £ obvodu. Výstupní napětí ze sumačního zesilovače £ se vede na řízený omezovač £ a tím se mění velikost proudového signálu, který je veden do integrátoru £. Tímto způsobem se dosáhne požadované strmosti výstupního signálu. Počet komparátorů může být libovolný podle požadovaného počtu přímkových úseků.213 74B of the summing amplifier 8 and from the resistors 8, 10, 14, 18. A constant voltage is applied to the input terminal 8 of the comparator 8, which determines the highest value of the generated non-linear function at the output 6 of the circuit. Depending on the sign of the difference in voltage being compared, the comparator 8 is tipped over. The signal from the output of the comparator 6 is passed through the controlled limiter 6 and then integrated with the integrator 6. The signal from the integrator output is fed back to the comparator input. This signal is further applied to the first inputs 12, 16, 20 of the comparators 16, 18, which are compared with the signals coming to the second inputs 13, 17, 21 of these comparators. Their outputs are connected via resistors 10, 14, 18 to the input of the summing amplifier 6. These resistors are used to set the desired output current from the comparators 11. 15. 19. The resistor 8 is further connected to the input of the summation amplifier 8, the input of which is supplied with a constant voltage signal which makes it possible to achieve . The output voltage from the summation amplifier 6 is applied to the controlled limiter 6, thereby varying the magnitude of the current signal that is fed to the integrator 6. In this way, the desired output signal steepness is achieved. The number of comparators can be any according to the desired number of line segments.

Řízený omezovač £, obr. 3, je například tvořen prvním a druhým odporem 30 a 31. od jejichž společného uzlu je zapojena katoda první diody 32 a anoda druhé diody 33. Výstup druhého odporu 31 je spojen se záporným vstupem operačního zesilovače 34. který má ve zpětné vazbě zapojen třetí odpor 35. Na první vstup 23 je přivedeno napětí, které se má omezitj velikost omezení se nastaví přivedením napětí na druhý vstup 36 spojený s anodou první diody 32 a třetí vstup 22 spojený s katodou druhé diody 33. Na druhý vstup 36 je přivedeno záporné napětí, které omezuje zápornou polaritu napětí na prvním vstupu 23. Na třetí vstup 22 je přivedeno kladné napětí, které omezuje kladnou polaritu napětí na prvním vstupu 23. Pro zjednodušení je zanedbán úbytek napětí na první a druhé diodě 32 a 33. Jestliže napětí ve společném uzlu pivního a druhého odporu 30 a 31 dosáhne hodnoty napětí na třetím vstupuThe controlled limiter 6 of FIG. 3, for example, comprises the first and second resistors 30 and 31. from which the cathode of the first diode 32 and the anode of the second diode 33 are coupled. The output of the second resistor 31 is connected to the negative input of the opamp 34 a third resistor 35 is connected in the feedback circuit. A voltage to be limited to the first input 23 is applied by applying a voltage to the second input 36 connected to the anode of the first diode 32 and the third input 22 connected to the cathode of the second diode 33. 36, a negative voltage is applied that limits the negative polarity of the voltage at the first input 23. A positive voltage is applied to the third input 22 which limits the positive polarity of the voltage at the first input 23. For simplicity, the voltage drop across the first and second diodes 32 and 33 is neglected. If the voltage at the common beer node and the second resistor 30 and 31 reaches the voltage value at the third input

22. druhá dioda 33 se otevře a do tohoto uzlu je přivedeno napětí třetího vstupu 22. Napětí společného uzlu odporů 30 a 31 tak nemůže přesáhnout hodnotu napětí na tomto vstupu. Výstupní napětí řízeného omezovače £ je dáno vztahem °24 - f£ · 22 kde R35 - hodnota třetího odporu 35 R3·, - hodnota druhého odporu £1 ^U22 hodnota napětí přivedeného na třetí vstup 22.22. The second diode 33 opens and the voltage of the third input 22 is applied to this node. Thus, the voltage of the common node of the resistors 30 and 31 cannot exceed the voltage value at this input. The output voltage of the controlled limiter je is given by ° 24 - f · 22 where R35 - the value of the third resistor 35 R3 ·, - the value of the second resistor £ 1 ^U 22 the value of the voltage applied to the third input 22.

Stejným způsobem působí omezení záporné hodnoty napětí.In the same way, limiting the negative voltage value acts.

Zapojení podle vynálezu lze použít s výhodou pro zadávání žádaných hodnot otáček, polohy, proudu nebo jiných veličin pro pohony s tyristorovým nebo tranzistorovým měničem s analogovým regulátorem.The circuit according to the invention can be used advantageously for setting the setpoints of speed, position, current or other quantities for drives with a thyristor or transistor converter with an analog controller.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring for generating non-linear time functions composed of straight sections consisting of comparators, controlled limiter, integrator, summing amplifier, characterized in that a controlled limiter (4) is connected to the output (1) of the comparator (3), the output of which is switched

213 748 to the integrator input (5), the output of which is connected to the second comparator input (2) and to the first inputs (12, 16, 20) of the comparators (11, 15, 19), whose outputs are connected via resistors / 10 , 14, 18 / with the summing amplifier input (7), whose output is connected to the second input of the controlled limiter (4) ·