SU798903A1 - Аналого-цифровой функциональныйпРЕОбРАзОВАТЕль - Google Patents

Description

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

I

.

Изобретение относитс  к электрйческим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство, предназначенное дл  вычислени  -отношени  напр жений, которое содержит интегратор , компаратор, ключевые элементы ij.

Однако это устройство выполн ет только операцию делени ,напр жений.

Наиболее близким к предлаг аемому  вл емс  аналого-цифровой фу1 кциоиальный преобразователь, содержащий операционный усилитель, компаратор, накопительный конденсатор, блок установки начальйых „условий, первый, второй и третий ключевые элементы, масштабный резистор, блок управлени , триггер,, элемент И, генератор импульсов и счетчик, выход которого  вл етс  выходом преобразовател  причем выход первого ключевого элемента через масштабный резистор соединен со входом операционного усилител , вход операционного усилител  чбре& параллельно включенные накопительный конденсатор и блок установки начальных условий присоединен к первому входу компаратора, выт ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

V3 i У|Щ u SiiwU-iiDjC- :

ход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому входу блока управлени , первый выход которого соединен с управл ющими входами пер- вого и третьего ключевых элементов, второй выход .блока управлени  подключён к управл ющему входу второго ключевого элемента, второй и третий

0 входы блока управлени  соединены соответственно со входом управлени  режимом и входом запуска преобразовател , выход компаратора через соединенные последовательно триггер и

5 элемент И подключен ко входу счетчика , ко второму входу элемента И присоединен выход генератора им ,пульсов (2j.

Недостатком этого устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности, заключающиес  только в выполнении операции логарифмировани  отношани  напр жений.

Цель изобретени  - расширение

S функциональных возможностей за счет выполнени  операции делени  напр жений.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в аналого-цифровой преюбразо0 ватель введены переключатель пол рности и зар дный резистор, вход переключател  пол рности соединен с первым входом преобразовател , выход переключател  пол рности подключен ко входу первого ключевого элемента и через второй ключевой ; элемент присоединен ко входу опера ццонного усилител , выход которого через третий ключевой элемент подключен к первому входу компаратора , второй вход которого соединен со вторым входом преобразовател , первый вход компаратора через зар дный резистор присоединен к шине нулевого потенциала, управл ющий вход переключател  пол рности подключен к третьему выходу блока управлени  причем блок управлени  содержит первый и второй триггеры, инвертор, элемент И, блок выделени  импульса установки и элемент задержки,выход первого триггера  вл етс  тре- тьим выходом блока управлени  и соединен с первым входом блока выделе- ни  импульса установки, второй вход которого подключен к первому входу первого триггера и  вл етс  первым входом блока управлени , третий вход блока вьщелени  импульса установки присоединен к входу инвертора, первому входу элемента И и  вл етс  вторым входом блока управлени , второй вход первого триггера подключен ко входу элемента задержки и  вл етс  третьим входом блока управлени , выход элемента задержки соединен с первым входом второго триггера , второй вход которого присоединен к выходу блока выделени  импульса установки, выходы инвертора иэлемента И  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами блока управлени .

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого аналогоцифрового функционального преобра.зовател .

Устройство содержит переключатель 1 пол рности, масштабный резистор 2, блок 3.установки начальных условий , накопительный конденсатор 4, операционный усилитель 5, первый 6, второй 7 и третий 8 ключевые элементы, зар дный резистор 9, компаратор 10, шина 11 нулевого потенциала, счетчик 12, элемент И 13, триггер 14, генератор 15 импу- . ль сов, первый 16 и второй 17 входы пре обра-зовател , вход 18 управлени  режимом преобразовател , вход 19 запуска преобразовател , вы}4од 20 преобразовател , блок 21 управлени , первый триггер 22, блок 23 выделени  импульса установки, элемент 24 задержки,, второй триггер 25, инвертор 26 и элемент И 27.

Аналого-цифровой функциональный преобразователь работает следующим образом,

в начале цикла преобразовани  выходное напр жение компаратора 10 определ етс  знаком напр жени  на втором входе 17 преобразовател , первый б и третий 8 ключевые элементы замкнуты, а второй ключевойэлемент 7 разомкнут вследствие сигналов , поступающих с выходов инвертора 26 и элемента и 27 блока 21 управлени .

Переключатель пол рности сигналом с выхода nepBorq триггера 22 блока 21 управлени  устанавливаетс  в состо ние,- при котором компенсирующее напр жение, подаваемое на первый вход компаратора 10 имеет пол рность , совпадающую с напр жением на втором входе компаратора 10.

В момент запуска напр лсение на накопительном конденсаторе 4 равно нулю и на выходе третьего ключе.вого элемента В формируетс  линейно измен 1оц еес  напр жение:

(1)

UK

где К,{ - коэффициент пропорциональности}

Г),( - напр жение на первом входе 16 преобразовател -, t - текущее врем .

Одновременно открываетс , элемент И 13 и 12 счетчиком начинаетс  счет импульсов, подаваемых от генератора 15 импульссэв. Когда напр жение на входе .третьего .ключевого элемента 8, определ емое выражением (1), сравниваетс  с напр жением на втором входе 17 преобразовател , срабатывает компаратор 10 и -сигнал, сформированный на его выходе, через триггер 14 останавливает счетчик 12.

Момент времени, закодированный в счетчике 12, пропорционален отношегнию напр жений на втором 17 и первом 16 входах преобразовател :

где К - коэффициент пропорциональности- , Ug - напр жение на втором входе

17 преобразовател . По сигналу на входе 18 управлени  режимом преобразовател  блок 21 управлени  формирует напр жени , по которым размыкаютс  первый б, втрой 7 и третий 8 ключевые элементы. При этом накопительный конденсатор 4 разр жен и напр жение на зар дном резисторе 9 равно нулю. Положение переключател  1 пол рности определ етс  состо нием компаратора 10., на Первый вход которого поступает напр жение со второговхода 17 преобразовател .

По сигналу на входе запуска 19 преобразовател  замыкаетс  второй ключевой элемент 7 и на зар дном резисторе 9 формируетс  напр жение:

Claims (2)

1. u«--u-i (3) где Т - посто нна  времени цепи накопительный конденсатор 4, зар дный резистор 9. В момент сравнени  напр жений, действующих на первом и втором вхо.дах компаратора 10, на его выходе формируетс  сигнал, останавливающий работу счетчика 12. Момент времени, закодированный в счетчике 12, пропорционален логарифму отношени  напр жений, действующих на первом 16 и втором. 17 входах преобразовате.л : Kg - коэффициент пропорциональ ности. Таким образом, предлагаемый анал го-цифровой функциональный преобразователь кроме выполнени  операции логарифмировани  отношени  напр жеНИИ , может выполн ть операцию делени  напр жений, .т.е. по сравнению с известным обладает более широкими функциональными возможност ми. Формула изобретени  1. Аналого-цифровой функциональ ный преобразователь, содержащий опе рационный усилитель, компаратор, н копительный конденсатор блок уста новки начальных условий, первый, в рой и третий ключевые элементы, масштабный резистор, блок урравлени , триггер, элемент И, генератор Импульсов и счетчик, выход которого  вл етс  выходом .преобразовател  причем выход первого ключевого элемента через масштабный резистор сое динен со входом операционного усйлй тел , вход операционного усилител  через параллельно включенные накопительный конденсатор и.блок устано ки начальных условий присоединен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому входу блока управлени , первый выход кото рого соединен с управл ющими входами первого и третьего ключевых эле ментов второй выход блока управлени  подключен к управл ющему входу второго ключевого элемента, второй и третий входы блока управлени  сое динены соответственно со входом управлени  режимом и входом запуска преобразовател ., выход компаратора через соединенные последовательно триггер и элемент И подключен ко входу счетчика, ко второму входу элемента И присоединен выход генератора импульсов, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет выполнени  операции делени , в него введены переключатель пол рности и зар дный резистор, вход переключател  пол рности соединен с первым входом преобразовател , выход переключател  пол рности подключен ко входу пер вого ключевого элемента и через вто рой ключевой элемент присоединен ковходу операционного усилител , выход -которого через третий ключевой элемент подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен со вторым входом преобразовател , пер.вый вход компаратора через зар дный резистор присоединен к шине нулевого потенциала, управл ющий вход переключател  пол рности подключен к третьему выходу блока управлени . 2. Преобразователь по п. 1, .о-,тличающийс  тем, что блок управлени  содержит первый и второй триггеры, инвертор, элемент И, блок выделени  импульса установки и элемент задержки, выход первого триггера  вл етс  третьим выходом блока управлени  и соединен с первым входом блока вьщелени  импульса установки, второй вход которого подключен к первому входу первого триггера и  вл етс  первым входом блока управлени , третий вход блока выделени  импульса установки присоединен к входу инвертора, первому входу элемента И и  вл етс  вторым входом блока управлени , второй вход первого триггера подключен ко входу элемента задержки и  вл етс  третьим входом блока управлени , выход элемента задержки, соединен с первым входом второго триггера, вход которого присоединен к внходу блока выделени  импульса установки, выходы инвертора и элемента И  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами блока управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии № 49-12779, кл, 97/8/ В 12, опублик. 1974. .
2. 2. Авторское свидетельство СССР 612261, кл. G Об G 7/24, 1976 {прототип).