SU942056A2 - Функциональный частотный преобразователь - Google Patents

Description

(5) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ

1

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и аналого-цифровых вычислительных устройств.

По основному авт. св. № известен функциональный частотный преобразователь, который содержит два интегратора, выходы которых подключены к одним входам компараторов, а выходы компараторов через устройство управлени  подключены к разр дным ключам, соедин ющим вход и выход интеграторов, к источникам входного и опорного напр жени  с помощью ключевых элементов подключены входы сумматоров,а выходы двух из них соединены соответственно со входами интеграторов , выходы двух других - со вторыми входами компараторов С 1Недостаток известного устройства состоит в том, что оно имеет ограниченные функциональные возможности, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

так как выполн ет несколько дес тков множительно-делительных операций и не позвол ет воспроизводить периодические функции или достаточно сложные функциональные зависимости с положительными и отрицательными производными .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей преобразова10 тел .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены цифроаналоговый преобразователь, коммутатор , программный переключатель, си1-

15 нальный вход которого подключен к шине входного напр жени  функционального частотного преобразовател , а выходы соединены с входами коммутатора , перва  группа выходов которого

20 соединена с входами цифроаналогового преобразовател , выход которого подключен к шине опорного напр жени  функционального частотного пресбразо39

нагел , входы управлени  клюмевых элементов соединены с соответствующими выходами второй группы выходов коммутатора, а управл ющие входы коммутатора и программного переключател подключены к выходу функционального частотного преобразовател .

На фиг.1 и 2 представлены структурные схемы функционального частотного преобразовател  (ФЧП); на фиг.3 временные диаграммы работы ФЧП; на фиг. 4 - 6 - графики функций ФЧП.

Фукнциональный частотный преобразователь (фиг.1) содержит четыре ключевых элемента - k, первые входы которых подключены к шине входного напр жени  X, вторые входы к шине опорного напр жени  XQ,-. Выходы ключевых элементов 1 - соединены со входами сумматоров 5-8. Выходы сум маторов 6 и 8 подключены к интеграторам 9 и 10 соответственно. Вход и выход интегратора 9 соединен с ключом 11, а вход и выход интегратора 10 - с ключом 12. Выход интегратора 9 подключен к компаратору 13, а выход интегратора 10- к компаратору . Выходы компараторов 13 и 1 подключены к устройству 15 управлени , выход которого соединен с ключами 11 и 12, выходы сумматоров 5 и 7 подключены к вторым входам компараторов 13 и 1 соответственно. Источник входного напр жени  X подключен к первому входу программного переключател  16, выходы которого соединены с входами коммутатора 17 перва  группа выходов которого соединена с входами цифроаналогового преобразовател  18, выход которого подключен к шине опорного напр жени  , входы управлени  ключевых элементов 1 - k соединены с второй группой вьг ходов коммутатора 17 а управл ющие входы коммутатора 17 и программного переключател  1б подключены к выходу функционального частотного преобразовател .

Структурна  схема ФЧП с одним из возможных вариантов выполнени  программного переключател  представлена на фиг.2.

На фиг.2 обозначен частотный преобразователь 19, вход которого подключен к шине входного напр жени  X и входам п-компараторов (К) 20, а их выходы соединены с входами мультиплексора (М) 21, выход М 21 подключен к входам демультиплексоров (ДМ) 22 и 23, выходы которых соединены соответственно с входами управлени  т-ключевых элементов (КЭ) 2k установки кода вида функции и k-ключевых элементов 25 установки кода опорного напр жени , входы которых соединены с наборным полем (НП) 26. Выходы КЭ 2k с помощью регистра (Р) 27, соединены с входами управлени  ключевых элементов 1 - t, а выходы КЭ 25 с помощью Р 27 - с входами цифроаналогового преобразовател  (ЦАП) 18, выход которого подключен к шине опорного напр жени  XQ . Выход ФЧП соединен с входами управлени  Р 27 и ДМ 22 и 23.

На временных диаграммах (фиг.З), по сн ющих принцип действи  ФЧП, показаны изменени  уровней компарировани  и напр жени  на выходах интеграторов при условии, что суммарный временной интервал t равен обратному значению основной функции

1

(О.

X-i

Частота импульсов на выходе ФЧП определ етс  зависимостью

2XX о - х

(2),

1

f.

-W -I

где f - посто нна  времени интегрировани .

На фиг.4 представлен график зависимости (2) частоты fy от входного напр жени  X при посто нном Хд.

Работа ФЧП происходит следующим образом.

С помощью программного переключател  16, в котором устанавливаютс  коды вида функций и последовательность их формировани , коммутатор 17 по входам управлени  ключевыми элементами 1 - k подключает, входное напр жение X и опорное Хд., к соответствующим входам ФЧП, чем задаетс  вид функции. Величина опорного напр жени  XQJ устанавливаетс  ЦАП 18 в соответствии с кодами программного переключател , подключаемыми коммутатором 17.

Синхронизаци  работы ФЧП осуществл етс  выходным сигналом по управл ющим входам коммутатора 17 и программного переключател  16.

В общем случае в зависимости от величины входного напр жени  X с помощью ключевых элементов 1 - напр жени  X и Xfli подаютс  на определенные входы ФЧП. При этом могут воспроизводитьс  периодические функции (,фиг.А)или достаточно сложные функциональные зависимости с положительными и отрицательными производнБ1ми (фиг.5). Задава сь определенной временной последовательностью и переход к пространственному подключению входных величин X и XQ,- к входам ФЧП, в соответствии с выражением (2) можно получать широкий спектр периодических сложных функциональных зависимостей (фиг.6|.

Программный переключатель (фиг.2) работает следующим образом.

При изменении входного напр жени  X срабатывают К 20,..., 2Q, при этом на выходе М 21 формируетс  последовательность импульсов, число которых соответствует числу уровней компарировани  -п . С помощью ДМ 23 последовательно во времени открываютс  КЭ 2,..., 2k, которые передают код вида функции НП 26 через Р 27 на КЭ 1 - 4 ФЧП, устанавлива  функцию преобразовани , соответствующую набранному коду.

Аналогичным образом М 21 управл ет КЭ 25-),..., 25к, открыва  их дл  передачи кода НП 26 через Р 27 к входу ЦАП 18, чем обеспечиваетс  формирование дискретных значений опоного напр жени  Хд , , . . , , XQ- .

Синхронизаци  работы осуществл етс  выходным сигналом по входам управлени  ДМ 22 и 23 и Р 27.

Рассмотренные структуры ФЧП (фиг. и 2) обеспечивают увеличение числа функциональных возможностей и их периодичность за счет возможности коммутации входов ФЧП с помощью логических схем, построенных на цифровых микросхемах средней степени интеграции меньшей точности и стоимости по сравнению с аналоговыми схемами, формирующими те же функции.

Точность устройства определ етс  цифроаналоговым преобразователем в интегральном исполнении, стоимость которого выше по сравнению с цифровыми микросхемами, но при малом удельном весе в оборудовании ФМП на его стоимость вли ет несущественно.

Таким образом, технико-экономический эффект от применени  предлагаемого устройства состоит в уменьшении количества дорогосто щего оборудовани  при построении преобразователей , воспроизвод щих широкий класс периодических сложных функциональных зависимостей.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 809241,кл. G Об G 7/26,1979 (прототип ) .

X/f/

r

Хвл/

X/f2

r

/f

(о{

w

вД2

V I V

фиг. 2

Фиг- J

/X

/Л