Устройство для воспроизведения функций двух переменных

Устройство для воспроизведения функций двух переменных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 Р (% псате;- .и . б

C . Ë ., : -,, 1блио;1

11 11 64ИУ! оп -т е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.08.76 (21) 2398340/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М. К .

G 06 G 7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335.813 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. Н. Сахаров и А. Ю. Волков

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ

ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ

Устройство предназначено для воспроизведения функций двух переменных и может быть использовано в аналоговых и аналогоцифровых вычислительных машинах.

Известно устройство для воспроизведения функций двух переменных (1), содержащее функциональный преобразователь одной переменной, функциональный преобразователь с изменяемым опорным напряжением, элементы с линейной характеристикой, сум- 10 матор и блоки умножения.

Работа такого устройства основана на преобразовании аналогового сигнала в соответствии с видом заданной функциональной зависимости. Функция двух переменных 15 кусочно-линейно аппроксимируется отрезками прямых и воспроизводится соответствующим функциональным преобразователем одной переменной.

Недостатком указанного устройства яв- 20 ляется сравнительно низкая точность воспроизведения функций и большое количество используемых блоков.

Наиболее близким техническим решением является устройство для воспроизведения 25 функций двух переменных (2), содержащее инвертор, сумматор, источник опорного напряжения и функциональный преобразователь, первый и второй входы которого являются входами устройства, а третий вход со- 30 единен с выходом источника опорного напряжения.

Недостатком такого устройства является низкая точность кусочно-ступенчатой аппроксимации функций двух переменных.

Предложенное устройство с целью повышения точности содержит выходной сумматор, блок коррекции и блок коммутации, первый вход которого соединен с первым выходом блока коррекции,а второй входчерез сумматор соединен со вторым выходом блока коррекции, первый и второй входы которого соединены с входами устройства, а третий вход — с выходом источника опорного напряжения, первый выход блока коммутации через инвертор, а второй непосредственно соединены с первым и вторым входами выходного сумматора, третий вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, а выход — с выходом устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для воспроизведения функций двух переменных; на фиг. 2 — пример аппроксимации функции двух переменных.

Предлагаемое устройство содержит функциональный преобразователь 1; блок 2 коррекции; сумматор 3; блок 4 коммутации; инвертор 5; выходной сумматор 6 и источник

7 опорного напряжения. Функциональный

645171

Отличием схемы блока 1 от указанного известного преобразователя является использование для суммирования выходного напряжения диодно-транзисторных ячеек выходного сумматора 6 вместо пассивной цепочки суммирования.

Устройство работает следующим образом: из заданного семейства кривых функций двух переменных z=f(x, у) выбирается кривая с наибольшей крутизной относительно одной из переменных, например х.

Производится кусочно-ступенчатая аппроксимация с некоторой погрешностью аппроксимации (в общем случае большей, чем всличина допустимой погрешности a «). Аппроксимация осуществляется одним из известных аналитических или графических методов. Узлы аппроксимации переносятся на остальные кривые семейства и затем производится кусочно-ступенчатая аппроксимация этих кривых. Очевидно, что при этом погрешность аппроксимации всех кривых, кроме первой, будет меньше в, так как крутизна каждой из них меньше крутизны первой кривой. Полученное, таким образом, се- 40 мейство кусочно-ступенчатых кривых воспроизводится функциональным преобразователем 1, работа которого рассмотрена ниже.

Предположим, что входное напряжение 45

U находится в противофазе с выходным напряжением источника 7 опорного напряжения и входным напряжением U . В этом случае при U„, равным нулю, транзисторы соответствующего выбранной полярности опорного напряжения типа проводимости открыты и коэффициент передачи устройства по входу У„минимален. По мере возрастания напряжения U,. транзисторы диодно-транзисторных ячеек запираются, и ко- 55 эффициент передачи устройства по входу

У„увеличивается, Выбрав параметры диодно-резисторных элементов таким образом, чтобы пороги срабатывания ключевых транзисторов диодно-транзисторных ячеек соот- 60 ветствовали узлам аппроксимации, получим кусочно-ступенчатую аппроксимацию семейства кривых функций переменных. При смене фазы одного из входных напряжений необходимо для обеспечения работоспособно- 05

3 преобразователь 1, аналогичный функциональному преобразователю по авторскому свидетельству И 402012 МКИ G 06G 7/26, может быть выполнен в виде параллельно включенных транзисторно-диодных ячеек, каждая из которых содержит два ключевых транзистора п — р — n и р — и — р проводимостей, масштабный резистор, подключенный к коллекторам транзисторов через разделительные диоды, и диодно-резисторные элементы, которые задают пороги срабатывания ключевых транзисторов и подключены к выходу источника 7 опорного напряжения и входу их устройства.

4 сти устройства сменить фазы второго входного и опорного напря>кений.

Блок 2 коррекции, дополнительный сумматор 3, блок 4 коммутации и инвертор 5 формируют с обратным знаком корректирующее напряжение, аппроксимирующее зависимость погрешности кусочно-ступенчатой аппроксимации функции двух переменных от входного напряжения U„. В качестве блока 2 коррекции может быть применена схема, содержащая параллельно включенные транзисторно-резисторные ячейки. Каждая ячейка содержит два транзисторных пороговых элемента, эмиттеры транзисторов которых подключены к делителям напряжения, регулирующим порог срабатывания, а базы — ко входу U,. устройства.

Коллекторы транзисторов пороговых элементов через резисторы соединены со входом Uy, ITQ обеспечивает зависимость корректирующего напряжения от входного напряжения У . Напряжения, снимаемые с коллекторов транзисторов пороговых элементов ячейки, подаются с разными знаками на сумматор 3. При фиксированном значении U в результате сложения этих напря>ксний получается периодическая зависимость выходного напряжения сумматора

3 от входного напряжения U, Поло>кение экстремумов этой зависимости можно выбрать с помощью делителей напряжения, регулирующих пороги срабатывания пороговых элементов таким образом, чтобы они совпадали с узлами аппроксимации, установленными в функциональном преобразователе 1. Для обеспечения изменения полярности корректирующего напряжения при дости>кении экстремумов используется инвертор 5 и блок 4 коммутации, выход которого переключается со входа выходного сумматора инвертора 5. Указанное переключение соответствует изменению знака погрешности в узлах кусочно-ступенчатой аппроксимации. В результате суммирования выходного напряжения преобразователя 1 с корректирующим напряжением, сформированным блоком коррекции, существенно повышается точность аппроксИмации заданного семейства функций двух переменных.

Примененис данного устройства при моделировании систем автоматического управления на аналоговых и аналого-цифровых вычислительных установках позволяет получить технико-экономический эффект, заключающийся в существенном повышении точности воспроизведения функций двух переменных при сравнительно простой структуре устройства.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее сумматор, источник опорного напряжения, инвертор и функциональный преобразователь, первый и второй входы которого являются

645171

Рог,г

U

Фиг. 2

Составитель Н. Балабошко

Техред А. Камышникова

Редактор Б. Герцен

Корректоры: Л. Котова и А. Степанова

Заказ 2703/6 Изд. Кв 128 Тираж 779 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 входами устройства, а третий вход соединен с выходом источника опорного напряжения, отличающийся тем, что, сцельюповышения точности, оно содержит выходной сумматор, блок коррекции и блок коммутации, первый вход которого соединен спервым выходом блока коррекции, а второй вход через сумматор соединен со вторым выходом блока коррекции, первый и второй входы которого соединены со входами устройства, а третий вход — с выходом источника опорного напряжения, первый выход блока коммутации через инвертор, а второй непосредственно соединены с первым и вторым входами выходного сумматора, третий вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, а выход — с выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

10 № 443393, кл. G 06 G 7/26, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР № 402012, кл. G 06 G 7/26, 1973.