Широтно-импульсный развертывающий функциональный преобразователь

Широтно-импульсный развертывающий функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - расширение области применения за счет воспроизведения знакопеременных функций многих аргументов. Функциональный преобразователь содержит тактовый генератор 1, одновибратор 2, управляемый генератор 3 развертки, компаратор 4, триггер 5, сумматор 6 и блок 7 определения модуля и знака, причем управляемый генератор 3 развертки выполнен на группе интеграторов и сумматоре. Работа устройства основана на использовании принципа циклического развертывающего нелинейного преобразования. Воспроизведение знакопеременных функций многих аргументов достигается на основе формирования знакопостоянной функции сравнения, задающей порог срабатывания компаратора 4. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц11 4 С 06 С 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4283565/24-24 (22) 27,05.87 (46) 23.04.89. Бюл. Р 15 (71) Севастопольский приборострои" тельный институт (72) О.Н. Соломаха, А.А. Пинкин и В.П. Журавлев (53) 681 . 335 (088. 8) (56) Карпов P.Ã., Карпов Н.P. Преобразование и математическая обработка широтно-импульсных сигналов.

М.: Машиностроение, 1977, с. 155161, рис. 113.

Авторское свидетельство СССР

У 1411787, кл. G 06 G 7/26, 29.01.87. (54) ЛИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

„,Я0„„1474693 А1

Цель изобретения - расширение области применения за счет воспроизведения энакопеременных функций многих аргументов, Функциональный преобразователь содержит тактовый генератор

1, одновибратор 2, управляемый генератор 3 развертки, компаратор 4, триггер 5, сумматор 6 и блок 7 определения модуля и знака, причем управляемый генератор 3 развертки выполнен на группе интеграторов и сумматоре. Работа устройства основана на использовании принципа циклического развертывающего нелинейного преобразования. Воспроизведение знакопеременных функций многих аргументов достигается на основе формирования знакопостоянной функции сравнения, задающей порог срабатывания комнаратора 4. 1 з;п. ф-лы, 4 ил.

1 1474693 2

Из об ре те ние о тно с и т ся к вычислительной и информационно-измеритечьной технике и может быть использовано в качестве функционального блока для воспроизведения сложных функцио-. нальньгл зависимостей в системах времяимпульснаго регулирования и в гибридных вычислительных средах при выполнении операций над векторными величинами.

Цель изобретения — расширение области применения за счет воспроизведения знакопеременных функций многих аргументов. 15

На фиг.1 изображена структурная

1 схема преобразователя; на фиг.2структурная схема управляемого генератора развертки; на фиг.3 - структурная схема блока определения моду- 2п . ля и знака; ча фиг.4 - временные диаграммы работы преобразователя.

Широтно-импульсный развертывающий функциональный преобразователь (фиг.1) содержит тактовый генератор 25

1, одновибратор 2, управляемый генератор 3 развертки, компаратор 4, триггер 5, сумматор 6, блок 7 определения модуля и знака и выход 8 . знака устройства. 30

Управляемый генератор 3 развертки (фиг.2) содержит k интеграторов

9, — 9 и сумматор 10, причем первый интегратор 9, является суммирующим.

Блок 7 определения модуля и зна- 35 ка (фиг.3) соцержит инвертор 11, два ключа 12 и 13, компаратор 14 и элемент НЕ 15, Для детектирования и .фиксации знака результата компаратор

14 первым входом подключен к входу блока 7, вторым входом — к линии постоянного напряжения, а выходом — к входу элемента НК 15, выход которого является знаковым выходом блока 7.

Между входом и выходом модуля блока

7 включены параллельно первый ключ

12 и последовательно соединенные иннертор 11 и второй ключ 13. Для управления коммутацией ключей 12 и 13 в зависимости от знака входной величины их управляющие входы подключе50 ны к выходам второго компаратора 14 и элемента НЕ 15 соответственно.

В основу работы устрочства поло- жен принцип разнертывающего нреобра55 зования непрерывных, строго монотонных функций у = f(z) для которых существуют непрерывные обратные функции Е (Т)=Х. Для широтно-импульск (к .t) = x(t);

x(t) const 7 t6(О,Tj (i) где Т вЂ” период дискретизации.

В леной части (1) записана развертывающая функция, а в правойфункция сравнения.

РассматриваемЖ широтно-импульсный развертывающий функциональный преобразователь позволяет воспроизводить функции многих переменных, представленные в классе непрерывных, строго монотонных, нечетных сложных функций у= f(q(x)), (2) для которых существуют обратные функции и (Y = y(x), (3) ч Ц>(Х) представляется одной из следующих форм: (4) ч" (Х) = ао + 2 а;х

l=i

HJIH l1 а +,К а;х; (5) и

+, В;х;

4 1

Рассматривая (4) как частный случай (5) (при В = 1, В; = О, 1, n), (3) с учетом (5) приводится к виду и и (В + 7 В;х ), f (y)=a + а;х; = (6) <

Аппроксимируя f (7} н области положительной определенности, т, е. при q (Х) О степенным полиномом

f (y)=(sign f (у)} ° tf (y) (= (К

= (з-gn . (У)); /q/

j =! после выражения у временным парамет- ром t к

f (y)=(sign f (у)),:> (K t)

IC 1

=. (sign f (у)) Q (; K ) t

1 ных развертывающих систем уравнение развертывающего преобразования (уравнение баланса) при замене Y временным параметром (7=К t, где К масштабньй коэффициейт) имеет нид

1474693 (7) 20

П,,„(t) (О, s = ровень "1" при ровень "0" при вых. <4

k — (S1gn (У)1 .в " в

1=

1 а входных переменных Х,,...,Х„напряжениями П„,..., Ug получают уравнение баланса преобразователя, записанное с учетом требованИя неотрицательности развертывающей функции: и х (Bo U +, В;Ux ), .t ,3 = ъ

I ь

s (а, U+ а, U;)

1 =1 а, = а/U; в. = в.!и; а; = (ai/Êõ i = 1впю

В = ; В;/К„, i= l,п;

sign(B + В х;) °

1=1

s = sign f (у) = sign y и

sign(aîU a U<, 1< где К„= Б„ /х - масштабный коэффициент;

U — - постоянное напряжение.

В правой части уравнения (7) записано выражение для функции сравнения, управляемой по знаку. ПараметРЫ 1 И (1=1 вп) И (П+1) и ВХОДНЫХ цепей сумматора 6 задаются весовыми (I коэффициентами а и а соответст1 о венно.

В левой части уравнения (7) записано выражение для развертывающей функции, управляемой по уровню.

Весовые коэффициенты В.(i=1,n)

I и В определяют параметры 1-й и

О (n+1)-й входных цепей первого (сумI мирующего) интегратора 9,, а вес Ы (j=l,k)- параметр j-й входной цепи сумматора 1 О.

Широтно-импульсный развертывающий функциональный преобразователь работает следующим образом.

Если принять такую логику кодирования знака, то с выхода компаратора

14 снимается знак убывающей нечетной функции у=-Г((х)), а с выхода элемента HF 15 — знак возрастающей не\ четной функции У=Е (Il (X) ) °

С появлением тактового импульса на выходе тактового генератора (фитой.4а) триггер 5 устанавливается в "1 "(фиг.4е) а одновибратор 2 начинает формирова ние импульса длительностьи Т (фиг. 4б), з апускающего управляемый генератор 3 развертки переводом его интеграторов 9,— 9 в режим интегри1ð рования,- Напряжение развертки, снимаемое с выхода сумматора 10, изменяется по закону (фиг.4н) к

"..„,. It)= Г f ((в„ и

f5

l= и 1

+ B,.UÄ, (t)e. dt

; 4 J (В U + r В;U„.)Åû .t". =1 =1

U„. (t) = const V t E (0, Tj, i=1,n где Т вЂ” период дискретизации, т ° е. период импульсов тактового генератора 1.

Штрих-пунктирной линией (фиг.4в) изображена огибающая максимальных за период значений напряжения развертки: и ()-(В,U+ Z В 1,„. ()), ° в, Т

1 о

:Напряжение, задаваемое по величине функцией сравнения, снимается с выхода первого сумматора б (пунктир35 ная линия на фиг.4в);

1 и

U,„(t) = a„U +,0 a;U„(t) (8)

1=1

При воспроизведении знакопеременных функций знак суммы (8) должен

40 бытв зафиксирован на знаковом выходе

8 устройства как знак результата согласно (7), а полярность напряжения

U (t) должна совпадать с полярностью напряжения развертки П„,„, (Г)

45 Детектирование знака, суммы (8) производится компаратором 14 блока

7 (фиг.4г): управление функцией сравнения по знаку з выполняется коммутацией ключей 12 и 13: первый клич 12 замыкается при s = 1, второй клич 13 при s= -1, В последнем случае напряжение П „„ инвертируется инвертором

T Tá+ tс5 с р, То ax с р. — с8р. ma» ъ

5 147 !! и подается на первый вход компара тора 4 с неизменной положительной полярностью (фиг. 4в) .

В момент t когда напряжение на входах компаратора 4 сравняется, на его выходе появляется импульс (фиг.4д) сбрасывающий триггер 5 (фиг.4е). Длительность t импульса, полученного на сигнальном выходе устройства, является решением балансного уравнения (7), а в сочетании со знаком в, снимаемым со знакового выхода 8 устройства, результатом функционального преобразования, посI .. кольку у * s K .t.

Цикл работы преобразователя заканчивается сбросом управляемого генератора 3 развертки: по окончании формирования одновибратором 2 импульса длительностью Т, интеграторы

9, - 9 переводятся в режим сброса.

Возникающее при этом повторное срабатывание первого компаратора 4 не приводит к изменению состояния выходов устройства.

Период дискретизации, т.е, пери од тактовых импульсов определяется .суммой где t - максимальная длительность

331@» интервала преобразования; — максимальное время сбросбр. max са интеграторов 9, - 9 после достижения наибольmего значения напряжения

И выл. <о xax °

4693 6

Формула изобретения

1. Ииротно-импульсный развертывающий функциональный преобразователь, содержащий управляемый генератор развертки, соединенный сигнальными входами с входами задания аргументов преобразователя и входом опорного напряжения, триггер, выход кото рого является выходом преобразователя, а единичный и нулевой установрц.ные входы подключены к выходу так рвого генератора и выходу компарат рр соответственно, и сумматор, входы которого соединены с входами задания аргументов преобразователя и входом опорного напряжения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения за счет воспроизведения знакопеременных функций многих аргументов, в него введены одновибратор и блок определения модуля и знака, подключенный входом к выходу сумматора, знаковым выходом к знаковому Выхо ду преобразователя, а выходом модуля — к первому входу компаратора, соединенного вторым входом с выходом управляемого генератора развертки, 30 вход с"нхрониз ции которого подключен через одновибратор к выходу тактового генератора, 2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что управляемый генератор развертки содержит группу последовательно соединенных интеграторов и сумматор, выход которого является выходом управляемого генератора развертки, а входы сое.—

40 динены с выходами интеграторов группы, подключенных входами управления сбросом к синхронизирующему входу управляемого генератора развертки, причем сигнальные входы первого интегратора группы являются сигнальными входами управляемого генератора развертки.

) 474693