SU1123038A1 - Врем -импульсное вычислительное устройство - Google Patents

Abstract

ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее преобразователь напр жени  в длительность импульсов, первый вход которого  вл етс  входом устройства, а второй вход соединен с вьтходом источника опорного напр жени  отрицательной пол рности , сглаживающий фильтр, выход которого  вл етс  выходом устройства, источник опорного напр жени  положительной пол рности, первый импульсно-управл емый делитель напр жени , содержащий первый масщтабиру1а1ий резистор , первый сглаживающий конденсатор , первый и второй ключи, выход источника опорного напр жени  положительной пол рности соединен с входом первого ключа, а выход второго ключа соединен с входом сглаживающего фильтра, и второй импульсно-управл емый делитель напр жени , содержащий цепь из последовательно соединенных второго масштабирующего резистора, второго сглаживаюцего конденсатора и третьего масштабирующего резистора, четвертый масщтабирук« ий резистор, подключенный к свободным выводам второго и третьего масштабирующих резисторов, третий и четвертый ключи, через которые соответствующие обкладки второго сглаживающего конденсатора соединены с шиной нулевого потенциала, причем свободный вывод третьего масштабирующего резистора соединен свходом сглажива ющего фильтра, пр мой выход преобразовател  напр жени  в длительность импульса -соединен с управл кщими вхо .р,амк первого и четвертого ключей, а , (Л инверсный выход - с управл к цими вхо дами второго и третьего ключей, о тличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  точности воспроизведени  функции гиперболического синуса, оно содержит п тый и шестой масштабирующие резисторы, при этом вход устройства соединен .со свободнь|м вывоIND дом второго масштабирующего резисто00 ра, выход источника опорного напр о жени  отрицательной пол рности через 00 00 п тый масштабирующий резистор соединен с входом сглаживающего фильтра, а в первом импульсно-управл емом делителе напр жени  выход первого ключа через последовательно соединенные первый и шестой масштабирующие резисторы соединен с входом второго ключа а между общим вьшодом первого и шестого масштабирующих резисторов и шиной рулевого потенциала включен первый сглаживающий конденсатор.

Description

Изобретение относитс  к аналогово вычислительной технике н может найти также применение в информационноизмерительной технике. Зависимость выходного напр жени  Uj предлагаемого устройства от входного и X имеет вид /Ux и-ч. где k - коэффициент пропорциональности; Uo - опорное напр жение посто н- ного тока, причем Известно устройство, в котором ре лизована зависимость выходного напр  жени  посто нного тока от двоичного кода преобразуемой величины по закону гиперболического косинуса. Это устройство содержит операционный уси литель посто нного тока, элемент с управл емой проводимостью, источник опорного напр жени  посто нного тока , Т-образный RC-фильтр, фиксатор уровн  напр жени , аналоговый сумматор , двоичный счетчик и схему сравнени  двоичных кодов. В основу работ устройства положено полиномиальное приближение гиперболического косинуса 1. Недостатками этого устройства  вл  ютс  сложность технической реализации , а также отличие формы представлени  входной величины от заданной, невысока  точность функционировани  вследствие значительной методической погрешности из-за применени  полином ального приближени  дл  гиперболичес KOt-o косинуса. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устpoftcTBOj реализующее множительно-делительную зависимость, котора   вл етс  частным случаем дробно-рациональной функции второго пор дка (последн   может быть использована дл  аппроксимации заданной зависимости с меньшей методической погрешностью чем в ГП). В состав устройства вхо д т сглаживающий фильтр на основе операционного усилител  посто нного тока, выход которого  вл етс  выходом устройства, два импульсно-управл емых делител  напр жени , выход которых подключены к входу сглаживаю щего фильтра, источник опорного напр жени  положительной пол рности, выхо которого подключен к сигнальным входам импульсно-управл емьтх делителей напр жени , преобразователь напр жени  в длительность импульса, первый вход которого подключен к вьгходу источника первого входного сигнала , .второй - к выходу источника второго входного сигнала, третий - к выходу источника опорного напр жени  отрицательной пол рности, а выходы соответственно подключены к упрвл ющим входам импульсно-управл емых делителей напр жени , которые выполнены на пассивных элементах с ключами z. Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность воспроизведени  функции гиперболического синуса . Цель изобретени  - повьш1ение точности воспроизведени  функции гиперболического синуса. Цель достигаетс  тем, что врем импульсное вычислительное устройство, содержащее преобразователь напр жени  в длительность импульсов, первый вход которого  вл етс  входом устройства, а второй вход соединен с выходом источника опорного напр жени  отрицательной пол рности, сглаживакшшй фильтр, выход которого  вл етс  выходом устройства, источник опорного напр жени  положительной пол рности, первый импульсно-управл емый делитель напр жени , содержащий первый масштабирующий резистор, первый сглаживающий конденсатор, первый и второй ключи , причем выход источника опорного напр жени  положительной пол рности соединен с входом первого ключа, -а выход второго ключа соединен с входом сглаживающего фильтра, и второй импульсно-управл емый делитель напр жени , содержащий цепь из последовательно соединенных второго масшта бирующего резистора, второго сглаживающего конденсатора и третьего масштабирующего резистора, четвертый масштабирующий резистор, подключенный к свободным выводам второго и третьего масштабирукмцих резисторов, третий и четвертьй ключи, через которые соответствующие обкладки второго сглаживающего конденсатора соединены с шиной нулевого потенциала, причем свободйый вывод третьего масштабирующего резистора соединен с входом сглаживаницего фильтра, пр мой выход преобразовател  напр жени  н длительность импульса соединен с управл клними входамипервого и четвертого ключей, а инверсный выход - с управл ющими входами второго и третьего клю ча, содержит п тый и шестой масштабирующие резисторы, при этом вход устройства соединен со свободным вьгоодом второго масштаби 2ующего рези стора, вь1ход источника опорного напр жени  отрицательной пол рности через п тый масштабирующий резистор соединен с входом сглаживающего фильтра, а в первом импульсно-управл емом делителе напр жени  выход первого ключ через последовательно соединенные первый и шестой масштабирующие резисторы соединен с входом второго КЛЮча , а между общгГм выводом первого и шестого масштабирующих резисторов и шиной нулевого потенциала включен первый сглаживакиций конденсатор. В устройстве воспроизводитс  дроб но-рахщональна  функци  третьего пор дка , котора  с погрешностью не выше 0,01% аппроксимирует требуемую функциональную зависимость. На чертеже изображена схема устройства . Устройство содержит сглаживающий фильтр 1, импульсно-управл емые делители 2 и 3 напр жени , масштабирую шрй резистор 4, источник 5 опорного напр жени  отрицательной пол рности, источник 6 опорного напр жени  положительной пол рности, преобразователь 7 напр жени  в длительность импульса , вход 8, ключ 9, масштабирующие резисторы 10 и 11, ключ 12, зар дные конденсаторы 13 и 14, масшта . бирующие резисторы 15-17, ключи 18 и 1 Устройство работает следующим образом . Входное напр жение посто нного то ка и с помощью преобразовател  7 преобразуетс  в периодическую послед вательность пр моугольных импульсов с относительной длительностью ,u,. Q - относительна  длительность импульсов. На инверсном выходе преобразовате л  7 формируетс  1ЧИМ-сигнал с относи тельной длительностью 0 . Эти ШИМ-сигналы управл ют средними -значе ни ми проводимостеГт импульсно-упрапл емых резисторов, представл ющих собою последовательно соединенные ключ и резистор. Сглаживающие конденсаторы ТЗ и 14 обеспечивают разв зку по пере менному току соответствующих импульсно-управл емых резисторов. Среднее значение тока, поступающего на вход сглаживающего фильтра 1 с выхода импульсно-зшравл емого делител  2 напр жени , составит величинуТ 4G.,-Q,, , где , Q, - проводимости масштабньк резисторов 10 и 11. Среднее значение тока, поступающего на вход сглаживающего фильтра 1 с выхода импульсно-управл емого делител  3 напр жени , составит величину: где ,I,rQ,,U,q,,e-Uo, (5) где QI|- проводимость масштабного ре-, зистора 17. QuQ.) 2Со,4-с11б),, Принима  во внимание выражени  (3), (4), (5) и (6), не-ррудно найти суммарный ток, поступающий на вход сглаживаюо1его фильтра, и на основа-НИИ подоби  полученного таким образом выражени , и вьфажени  R,,,(.52i06H.04213x-i °il i ± 4 Х-8156,74 О&О.76х(Ьх) х-в156Л4 аппроксимирующего функцию Z Sh(x-0,5) выбрать значени  проводимостей масштабных резисторов устройства. Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает более высокой точностью воспроизведени  зависимости вькодного напр жени  от входного по закону гиперболического синуса вследствие использовани  в качестве приближени  дробно-рациональной функции третьего пор дка. Относительна  погрешность аппроксимирующей функции не выше 0,01%, , |Это определ ет технико-экономический Эффект от использовани  изобретени .

Claims (1)

1. ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее преобразователь напряжения в длительность импульсов, первый вход которого является входом устройства, а второй вход соединен с выходом источника опорного напряжения отрицательной полярности, сглаживающий фильтр, выход которого является выходом устройства, источник опорного напряжения положительной полярности, первый импульсно-управляемый делитель напряжения, содержащий первый масштабирующий резистор, первый сглаживающий конденсатор, первый и второй ключи, причем выход источника опорного напряжения положительной полярности соединен с входом первого ключа, а выход второго ключа соединен с входом сглаживающего фильтра, и второй импульсно-управляемый делитель напряжения, содержащий цепь из последовательно соединенных второго масштабирующего резистора, второго сглаживающего конденсатора и третьего масштабирующего резистора, четвертый масштабирующий резистор, подключенный к свободным выводам второго и третьего масштабирующих резисторов, третий и четвертый ключи, через которые соответствующие обкладки второго сглаживающего конденсатора соединены с шиной нулевого потенциала, причем свободный вывод третьего масштабирующего .резистора соединен с'входом сглажива*· ющего фильтра, прямой выход преобразователя напряжения в длительность импульса соединен с управляющими вхо- g ..дами первого и четвертого ключей, а , инверсный выход - с управляющими входами второго и третьего ключей, о т— личающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функции гиперболического синуса, ~ оно содержит пятый и шестой масштабирующие резисторы, при этом вход устройства соединен .со свободным выво • - * дом второго масштабирующего резистора, выход источника опорного напряжения отрицательной полярности через пятый масштабирующий резистор соединен с входом сглаживающего фильтра, а в первом импульсно-управляемом делителе напряжения выход первого ключа через последовательно соединенные первый и шестой масштабирующие резисторы соединен с входом второго ключа а между общим выводом первого и шестого масштабирующих резисторов и шиной рулевого потенциала включен ^!первый сглаживающий конденсатор.

   1 112303 8