SU830429A1 - Функциональный преобразовательНАпР жЕНи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к преобразовател м напр жени  с формированием сигнала,описываемым линейной или нелинейной функцией, и може быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство, предназначенное дл  функционального преобразовани  напр жени , содержащее ключи, накопительные конденсаторы. Усилительные элементы 1j.

Однако это устройство отличаетс  сложной функциональной схемой и, как следствие, невысокой точностью работы.

Наиболее близким по техническрй сущности и достигаемого результату к предлагаемому  вл етс  функциональный преобразовгтель напр жени , содержащий операционный усилитель, между инвертирующим и выходо которого включен первый какспительный конденсатор, неинвертируннЦивход операционного усилител  соединен с шиной нулевого потенциала, второй накопительный конденсатор, элемент с односторонней проводимостью и разр дный ключ, вход которого подключен к выходу.операционного усилител ,генератор импульсов.

выход опреационного усилител   вл етс  выходом функционального преобразовател  напр жени  2. Недостаток устройства воспроизведение тЪлько линейной 3)ункции.

Цель изобретени  - расширение класса воспроизводимых функций. Поставленна  цель достигаетс 

тем, что в функциональный.преобразователь напр жени  введены дополнительные ключи и соединенные последовательно делитель частрты, дифференцирукхций элемент, инвертор,

Claims (2)

1. причем вход первого дополнительного ключа подключен ко входу функционального преобразовател  напр жени , выход первого дополнительного ключа соединен со входом второго дополнительного ключа, выход которого присоединен ко входу третьего дополнительного ключа и к первой обкладке второго накопительного конденсатора , выход операционного усилител  подключен ко входу четвертого дополнительного ключа и через элемет с односторонней проводимостью ко входу второго дополнительного ключа, выход четвертого дополнительного ключа соединен со второй обкладкой второго накопительного конденсатора и со входом п того дополнительного ключа, выход которог подключен к выходу третьего дополнительногр ключа и к инвертирующему операционного усилител , выход разр дного ключа подсоединен к шине нулевого потенциала, выход дифференцирующего элемента соединен с управл ющим входом первого дополнительного ключа, выход инвертора под ключен к управл ющему входу разр дного ключа, управл ющие входы второ го и п того дополнительных ключей подсоединены к первому выходу генератора импуль сов, второй выход кото го соединён с управл ющими входами третьего и четвертого дополнительны ключей, третий выход генератора импульсов подключен ко входу делител  частоты. На чертеже изображена схема функ ционального преобразовател  напр жени . Он содержит делитель 1 частоты, первый, второй, третий, четвертый и п тый дополнительные ключи 2-6 элемент 7 с односторонней проводимость операционный усилитель 8, первый и второй накопительные конденсаторы 9 и 10, дифференцирующий элемент 11, инвертор 12, разр дный ключ.13, генератор 14 импульсов, вход 15 и в ход 16 функциональ.ного преобразоват л  напр жени  и шину 17 нулевого по тенциала. Функциональный преобразователь напр жени  работает следующим обра ,зом . Сигналы от генератора 14 импульсов управл ют работой второго и п того дополнительных ключей 3 и 6, третьего и четвертого дополнительны ключей 4 и 5, а через делитель 1 частоты и дифференцирующий элементу 11 управл ют работой первого дополнительного ключа 2. Эти же сигналы через делитель 1 частоты, дифференцирующий элемент 11 и инвертор 12 управл ют работой разр дного ключа Все ключи выполнены на полевых транзисторах (см.чертеж). Врем , в течение которого замкну ты второй, третий, четвертый и п ты дополнительные ключи 3-6, определ етс  длительностью импульсов генера тора 14 импульсов. В начальный (первый) момент вре мени замыкаютс  первый, второй и п тый дополнительные ключи 2,3 и б. В результате этого второй накопи тельный конденсатор 10 зар жаетс  до напр жени , действующего на выходе 15. На выходе операционного усилител  в этот момент будет напр  жение, величина которого зависит от отношени  емкостей второго и первог накопительных конденсаторов 10 и 9 При равенстве емкостей напр жение на выходе операционного усилител  В равно напр жению, действующему на входе 15. Элемент 7 с односторонней проводимостью, выполненный на диоде , не пропускает напр жени , действующего на входе 15., на выход операционного усилител  8. Врем - нахождени  первого дополнительного ключа 2 в замкнутом состо нии определ етс  длительностью импульса с выхода дифференцирующего элемента 11. Следующее замыкание первого дополнительного ключа 2 происходит с приходом по переднему фронту очередного импульса с выхода делител  1 частоты. С по влением очередного импульса (во второй момент времени) от генератора 14 импульсов замыкаетс  третий и четвертый дополнительные ключи 4 и 5; к этому моменту или ко второму импульсу от генератора 14 импульсов уже разомкнуты первый, второй и п тый дополнительные ключи 2,3 и 6. В результате выходной сигнал операционного усилител  8 зар жает второй накопительный конденсатор 10 до величины выходного напр жени , .т.е. напр жение на втором накопительном конденсаторе 10 удваиваетс . Поэтому напр жение на выходе 16 в течение времени от второго до третьего импульса от генератора 14 импульсов равно удвоенному напр жению, действующему на входе 15. С приходом третьего импульса от генератора 14 импульсов вновь замыкаютс  второй и п тый дополнительные ключи 3 и 6, и второй накопительный конденсатор 10 вновь получает дополнительный зар д с выхода операционного усилител  8 по цепи положительной обратной св зи через элементы 7 с односторонней проводимостью и замкнутые второй и п тый дополнительные ключи 3 и 6. Величина напр жени , существующа  в этот момент времени на выходе 16, равна удвоенному входному напр жению. Поэтому выходное напр жение операционного усилител  8, суммиру сь с напр жением на втором накопительном конденсаторе 10, существовавшее в течение времени от второго до третьего импульса, становитс  равным учетверенному значению напр жени , действующему на входе 15 функционального преобразовател  напр жени .Следовательно , в интервале времени от третьего до четвертого импульса от генератора 14 импульсов напр жение на выходе 16 также равно значению учетверенного входного напр жени . В общем случае, дл  текущего мо-мента времени, выходное напр жение равно: где t 0,1,2,3...n - моменты време ни, соответствующие импульсам от ге нератора 14 импульсов. В более общем виде можно записать: у а-Ь где а и Ь посто нные коэффициенты выходна  и входна  вели у и X чины сигналов соответст венно. Путем изменени  входной величины и частоты генератора 14 импульсов воспроизвод т экспоненциальные функ ции с различной крутизной, что озна чает расширение класса воспроизводимых функций. В момент времени, определ емый коэффициентом делени  делител  частоты , замыкаетс  разр дный ключ 13. В результате этого сигнал на выходе операционного усилител  снижаетс  до нул .. Далее процессы повтор ютс  Формула изобретени  Функциональный преобразователь напр жени , содержащий операционный усилитель, между инвертирующим вход и выходом которого включен первый накопительный конденсатор, неинвертирующий вход операционного усилител  соединен с шиной нулевого поте циала, второй накопительный конденсатор , элемент с односторонней проводимостью и разр дный ключ, вход которого подключен к выходу операционного усилител , генератор импульсов , выход операционного усилит л   вл етс  выходом функционального преобразовател  напр жени , о т.л и чающийс  тем. Что, с целью расширени  класса воспроизводимых функций, в него введены дополнительные ключи и соединенные последовательно делитель « .стоты, дифференцирующий элемент, инвертор, причем вход первого дополнительного ключа подключен ко входу функционального преобразовател  напр жени , выход первого дополнитель toro ключа соединен со входом второго дополнительного ключа, выход которого присоединен ко входу третьего дополнительного ключа и к первой обкладке второго накопительного конденсатора , выход операционного усилител  подключен ко входу четвертого дополнительного ключа и через элемент с односторонней проводимостью - ко входу второго дополнительного ключа, выход четвертого дополнительного ключа соединен со второй обкладкой второго накопительного конденсатора и со входом п того дополнительного ключа, выход которого подключен к выходу третьего дополнительного ключа и к инвертирующему входу операционного усилител , выход разр д-: ного ключа подсоединен к шине нулевого потенциала, выход дифференцирующего элемента соединен с управл ющим входом первого дополнительного ключа, выход инвертора подключен к управл юще1«1у входу разр дного ключа, управл ющие входы второго и п того дополнительных ключей подсоединены к первому выходу генератора импульсов , второй выход которого соединен с управл ющими входами третьего и четвертого дополнительных ключей, третий выход генератора импульсов подключен ко входу делител  частоты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Цифровые электроизмерительные приборы. Под ред. В.М. Шл ндина, Энерги , 1972, с. 188-190. .
2. 2. Дж. Ленк. Руководство дл  пользователей операционных усилителей, Св зь,. 1978, с. 194-198, рис. 4.5 (прототип).