SU640321A1 - Импульсный функциональный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретеиие относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при моделировании нелинейных с 1стем, а также в системах автоматического регулировани .

Известен функциональный преобразователь , содержащий блок преобразовани  входного напр жени  во временной интервал и множительно-суммирующий блок 1.

Недостатком известного  вл етс  пониженное быстродействие, обусловленное использованием сглаживающих фильтров при преобразовапии одного из входных сигналов во временной интервал.

Извеетен также преобразователь, содержащий генератор импульсов, элементы И, ключи, резисторы, усилитель с,.усредн ющей обратной св зью и многоканальный распределитель импульсов, выполненный на ечетчике и дещифраторе .2.

Недостатком известного  вл етс  сложность регулировки выходного сигнала в узлах интерпол ции, в частности, при необходимости изменить выходной сигнал в i-ом узле, ие измен   его в остальных узлах, требуетс  производить регулировку всех резисторов , начина  с i-1.

Наиболее близким техническим реп1ением к изобретению  вл етс  импул)Спый функn ,iioHa.4bHbiii иреопоазователь, содержание

генератор импульсов, соедипеннып выходом с входом многоканального распределител  импульсов, подключенного выходом к входу генератора пилообразного напр жени , выход которого через первый масщтабный резистор соединен с входом нуль-органа, подключенным также через второй масщтабпый резистор к первому входу импульсного функционального преобразовател , причем второй вход преобразовател  через р д параллельных цепей, кажда  из которых состоит 113 последовательно соедипенных регулируемого резистора и ключа, подключен ко входу выходного усилнтел  с усредненной обратной св зью 3.

Недостатком известного  вл етс  сложность регулировки выходного сигнала в узлах интерпол ции.

Целью изобретени   вл етс  упрощение настройки преобразовател .

Дл  этого в импульсный функциональный преобразователь дополнительно введены группа элементов И, триггер и последовательно соединенные источник оиорного напр жени , третий масштабный резистор и ключ, выход которого подключен к входу нуль-органа, а управл ющий вход соединен с выходом триггера, подключенного входом к выходу нуль-органа, и с первыми входами J.i( tiri4)ii 11 группы, сос ииенпых ВТОрыми ЕлОДс.ми С выходами многс :.калькзго распределител  импульсов и подключенных выходами к управл ющим входам ключей р да параллельных ключей.

Это позвол ет обеспечить независимую регулировку выходных сигналов в узлах интерпол ции . Регулировка резистора, определ ющего величину выходного сигнала в г-ом узле, вли ет иа положение только двух смежных участков (i-1, i) и (i, t+1). При настройке характеристики преобразовател  выходной сигнал в каждом из узлов регулируетс  независимо, а между согедн11Ми узлами обеспечиваетс  линейна  и1Г1С)).пол ЦИЯ .

На чертеже изображено предлагаемое устройство, блок-схема.

Устройство содержит генератор импульсов 1, выход которого подключен к входу многоканального распределител  импульеов 2. Количество выходов распределител  2 равно числу узлов интерпол ции п. К одному из выходов распределител  2 подключен генератор пилообразного напр жени  3, на выходе которого формируетс  линейно-нарастающее напр жение Up в течение п периодов генератора 1, а затем проиеходит возврат в исходное состо ние. Выход генератора 3 через первый маештабный резистор 4 подключен к входу нуль-органа 5. Вход нуль-органа 5 также соединен через второй масштабный резистор 6 с первым входом преобразовател  t/i и через третий резистор 7 и дополнительный ключ 8 со входом опорного иапр жени  (Уоп- Выход нульоргана 5 через триггер 9 подключен к управл ющему входу ключа 8 и первым входом группы из п элементов И 10. Вторые входы элементов И соединены с соответствующими выходами распределител  2. Выходы элементов И группы подключены к управл ющим входам ключей 11, включенных в р д параллельных цепей, с помощью которых осуществл етс  подключение второго входа преобразовател  (на который подаетс  напр жение 1/2) через соответствующий регулируемый резистор 12 этих цепей к входу выходного усилител  с усредн ющей обратной св зью 13.

С помощью элементов 4-13 формируетс  выходное напр жение

f/B«x -f(0,

где f(Ui) -кусочио-линейна  функци  от напр жени  на первом входе преобразовател .

Работа импульсного функционального преобразовател  происходит следующим образом .

В начале рабочего цикла, когда напр жение на выходе генератора пилообразного напр жени  3 равно нулю, нуль-орган 5 и триггер 9 наход тс  в положении, ири котором все элементы И 10 оказываютс  з крытыми , а цепк резисторов / и 12 отключенными ключами 8 и 11.

После того как напр жение на выходе генератора 3 станет равным по абсолютному значению входному напр жению f/i, срабатывает нуль-орган 5. Это произойдет в момент , отсто щ.ий от начала цикла на врем 

Л,, ff

р max

где Т -интервал между импульсами, выдаваемыми генератором 1; f/pmax - максимальна  величина развертывающего напр жени . Врем  /I можио представить как сумму целого числа а интервалов т и некоторого времени р в-т, где .

, (а + в)т.

После срабатывани  нуль-органа 5 переключаетс  триггер 9, и }ia его выходе по вл етс  сигнал, поступающий на первые входы группы элементов И 10 и уиравл ющий вход ключа 8. Под действием сигиала с триггера 9 и сигнала, поступающего с многоканального распределител  2, переключитс  один из элементов И 10, номер которого равен числу а. Переключение этого элемента приводит к включению соответствующего ключа 11. В результате иа вход усилител  с усредн ющей обратной св зью 13 будет подан ток

i,,.

где go. - величина регулируемой проводимости в цепи, имеющей номер а из р да параллельных цепей, в которые включены резисторы 12.

Также под действием сигнала с выхода триггера 9 проиеходит замыкание ключа 8 и на вход нуль-органа 5 подаетс  дополнительное опорное напр жение {/оп, смещающее точку срабатываии  иуль-органа 5 на величину

Up max

Ш

По вление смспипои,сго ci;iTia.ia н)ип()Д1Г1 к возврату ну,чь-оргаиа 5 и исходное иотожение . Одиако триггер 9 остаетс  во включенном положении, так как оп переключаетс  передним фронтом импульса на выходе нуль-оргаиа 5 и ток ii продолжает поступать на вход усилител  13. В момент времени

f, (а + 1) т

произойдет очередное переключение многоканального распределител  2, ключ, соответствующий числу а, отключитс , ключ, соответствующий числу (а+), включитс  и иа вход операционного усилител  с усредн ющей обратной св зью 13 будет подан ток

i.+i 2-g.+v

Claims (3)

1. где g,,, 1 - величииа регулируемой проводимости в цепи, имеюп1ей помер (и+1). iOK будет поступать на вход зсклител  13 до повторного переключени  триггера 9, которое произойдет в момент времени /3 при повторном срабатывании нуль-органа 5 /3 : (tJ, + Д/-/) -- (а + 1 -}- в) т. После переключени  триггера 9 ток на входе усилител  13 снизитс  до нул  и сохранитс  таким до следующего цикла. Таким образом, за один цикл работы мноюканальИого распредели -. 1Я будет подан зар д 0 «-Л.-А)+;+1(а-д. Напр жение на выходе операционного усилител  с усредн ющей обратной св зью {/вых пропорционально зар ду 0 с коэффициентом пропорциональности К: t/«x ) + ff.,lB. При изменении 0 от О до 1 f/вых измен етс  линейно от Kifz g ДО KUz gr - iВыбира  величины g, пропорциональными заданным ординатам функции f(t/i) в узлах интерпол ции, можно обеспечить моделирование кусочно-линейной функции с равномерным расположением узлов интерпол ции по оси абсцисс и независимой регулировкой ордпнат в узлах. Формула изобретени  Импульсный функциональный преобразователь , содержащий генератор импульсов, соединенный выходом с входом многоканального распределител  импульсов, подключенного выходом к входу генератора пилообразного напр жени , выход которого первый масштабный резистор соединен с входом нуль-органа, подключенным также через второй масштабный резистор к первому входу импульсного функциональlioi о П 1еобра:ниватгл , причем второй вход пр10бразоиател  чгрез р д иаралле.мьных цепей, кажда  пз которых состоит из последовательпо соединенных регулируемого резистора п ключа, подключен к входу выходного силг1те,1Я г усредн юиКГ (Hlparпой св зью, о т л и ч а ю Щ и с   тем, чю, г целью унроп-1ени  иастройкн преобразоиате .ч , в преобразоватс.чь дополнитс.чмю внедспы грунна у.КМеитов П, триггер : последовательно соедннеипые источиик опорного напр жени , трети) масштабный резистор и ключ, выход которого подключен ко входу нуль-органа, а управл югции вход сог-дппен с выходом три -гера, подключенного входом к выходу нуль-органа, и с первыми входами элемеитов И группы, соединенных вторым входами с выходами многоканального распределител  импульсов и подключенных выходамп к управл ющнм входам ключей р да параллельных цепей. Источник нформацин прип тые во внимание при э чсперт зе 1.В. Б. Смолов «Аналоговые вычислт тельные , М., Высша  школа, 1972, с. 301-303, рис. VI-71.
2. 2.Г. Е. Пухов «Справочник по аналоговой вычислительной гехнпке, Киев, «Техника , 1975, е. 195, рис. 3.46.
3. 3.Патент США N° 3689. 754, кл. 235- 197, онубл. 1972.