Устройство для функционального преобразователя кода в напряжение

Устройство для функционального преобразователя кода в напряжение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

он 647865

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

СОцивпистич6ски х

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 081074 (21) 2067315/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приори тет—

Опубликовано15,02.79, Ь оллетень «¹ 6

Да1а опубликования описания 150279 (51) М. Кл. и 03 К 13/02

G 06 5 7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681 . 32 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

К. Г. Самофалов, Я.В. Мартынюк и Н.A. Квитка (71) Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (54) УС1РОИС1 ВО ДЛЯ ФУЫКЦИОНЛЛБНОГО ПРЕОБРЛЗОВЛНИЯ

КОДЛ В dAIIPR>KEHHE

Изобретение относится к аналоговой и цифроаналоговой технике и предназначено для моделирования произвольных функций методом кусочнолинейной аппроксимации при цифровом представлении аргумента.

Известен функциональный преобразователь кодовой информации в аналоговую, используемый при воспроизведении функциональных зависимостей и 10 содержащий регистр, дешифратор и функционально-линейный преобразователь (11 . Недостатком его являются ограниченные функциональные возможности, Известен также функциональный преобразователь кода в напряжение, содержащий собственно функциональный и линейный преобразователи кода в напряжение, входы первого из которых ® через дешифратор и второго непосредственно подключены к старшим и младшим разрядам регистра (счетчика), а их выходы подсоединены ко входам сумматора (2jÄ Недостатком такого преобразователя является То что он имеет ограниченные функциональные возможности и позволяет воспроизводить лишь монотонные выпуклые нели.чейные функции, первая производная которых в пределах полного изменения аргумента имеет положительный знак. Кроме того, перестройка преобразователя на моделирование новой функциональной зависимости сопряжена со сложным аналитическим расчетом резисторов цифрового управляемого резистора для задания необходимых углов наклона отрезков ломаной и резисторов ординат, причем с увеличением числа отрезков существенно возрастает и сложность вычислений и, кроме того, механическая установка значений этих резисторов связана с трудностями эксплуатационного характера.

С целью расширения класса воспроизводимых функций и упрощения настройки в предлагаемое устройство для функционального преобразования кода в напряжение, содержащее функциональный и линейный преобразователи кода в напряжение, входы первого из которых через дешифратор и второго непосредственно подключены к старшим и младшим разрядам регистра соответственно, а их выходы подсоединены ко входам сумматора, введены генератор импульсов возбуждения, делитель импульсного напряжения, раэ—

47865, преобразователь кода в напряжение 1

10 осуществляют ступен;атую а ;.прокси15

40 ходимого коэффициечта передачи трансформатора 12 применены разделительные конденсаторы 18,19.Нходиой зажим 50 вязывающий усилитель и двухпозиционные линейные ключи, причем второй вход дешифратора соединен с генератором импульсов возбуждения, к выходу дешифратора подсоединен делитель импульсного напряжения, выход которого через развязывающий усилитель и двухпозиционные линейные ключи связан со входом линейного преобразователя кода в напряжение; кроме того функциональный и линейный преобразователи кода в напряжение и делитель импульсного напряжения выполнены на основе аналоговых запоминающих элементов в виде широкополосных сегнетоэлектрических трансформаторов.

На фиг.1 представлена структурная схема функционального преобразователя; на фиг.2 — широкополосный сегнетопьезозлектрический трансформатор; на фиг.3 — график,. поясняющий работу устройства.

Устройство состоит из функционального преобразователя кода в напряжение i, делителя импульсного напряжения 2, линейного преобразователя кода в напряжение 3, дешифратора 4,, реги","pa (счетчика) 5, развязывающего усилителя б, двухпозиционных линейных кпю чей 7, сумматора 8 и генератора импульсов возбуждения 9 . Клемма 10 является входом устройства, а выходное напряжение спимается с клеммы 11.

D основу построения функциональнОго 1 и линейного 3 преобразователей делителя импульсного напряжения

2 положен широкополосный сегнетопьезоэлектрический трансформатор 12, состоящий из сегнетопьезоэлектрических секций возбуждения 13 и генерирования 14, входнОго электрода 15, зкранирующего электрода 16 и выходного электрода 17, Для защиты дешифратора 4, сумматора 8, а также усилителя б и ключей 7 от попадания высоковоль- ных напряжений (все элементы преобразователя имеют интегральное исполнение), установки необбуждения всех сегнетопьезозлектрических трансформаторов устройства. функциональный преобразователь кода в напряжение работает следую-щим образом, На клемму 10 устройства поступает аргумент в виде двоичного кода„ в соответствии с которым старшие раз— ряды регистра (счетчика) 5, дешифратор 4 и собственно функциональный мацию воспроизводимой зависимости (см.ступенчатую линию 0РА)1ВЗС ."Пр (фиг. 3)., Причем, участки разбкения аргуме.— та по осН абсцисс устанавливаю-.ся дешифратором 4, а значение ординаты конкретной ступени определяе!.-ся коэффициен|ом перед.-;.чи по H ïpÿжению трансформатора )2, подключенного к данному выходу дешифратора 4, н остается постоянным на всем участке.

Линейная надстройка каждой вышеуказанной ступени реализуется младшими разрядами регистра (счетчика)

5, делителя импульсного напряжения

2, усилителя 6, ключей 7 и собственно линейного преобразователя 3, необходимый угол наклона линейного участка достигается подачей на в,оды трансформатора 12 собственно преоб— разователя 3 импульсов напряжения соответствующей амплитуды, фор-;ирование которой обеспечивается дели:елем 2 и усилителем б. В связи :; тем, что коэффициенты передач по Hà"„-. ению трансформатора 12 линей," о.о преобразователя уста::::-.:,.:п.лаются согласно весам разрядов двоичного кода То амплитуда выходных имп у :ь— сов в пределах каждогс- участка изменяется по линейному за::.ону.

Таким образом, в процессе последовательного пос=упления аргумен=а

Я на клемму 1 О стройстве на клем— х у " О ме 11 его в результате суммирова:-:ия ,амплитуд импульсов на lpHRcHê, предсъавляющи:-. собой текущее зна=-=-— ние ординаты и импульсов линейного участка, образуется результирующая амплитуда импульсов напряжения, закон изменения которой следует выражению

20 подсоединен к соответствующему выходному зажиму дешифратора 4 или ключа 7, а с помощью клеммы 21 трансформатор 12 подсоединяется к входному зажиму сумматора 8 или входному зажиму усилителя 6. На клеммы.

22, 23 подается напряжение установки требуемого коэффициента передачи по напряжению, которое через разде.— лительные резис" îðû 24,,25 прикладьвается к возбуждающей 13 или генераторной 14 секциям трансформатора

12; генератор импульсов 9 вырабатывает синхроимпульсы для дешифратора

4, которые являются импульсами возгде IJ — амплитудное значение импуль— сов, поступающих на входы трансформатора 12 собственно функционального преобразователя 1 и делителя 2; п1 — число участков аппроксимации;

9 (») переключаюцая функция, Равняя единице на (-ом . асl-;å;

М» — вектор двоичных ар--;.-,,; .;-ов старших разрядов;

Kj — коэффициенты передач †..о напряжению трансформатора 12 преобразователя 1;

647865

K<,j- коэффициенты передач пс на-. пряжению канала передачи импульса, включающего в себя трансформатор 12 делителя импульсного напряжения 2, усилителя 6 и ключей 7;

Х1 — цифры двоичного кода; число младших разрядов регистра (счетчика) 5.

Вышеуказанное выражение является кусочно-линейной аппроксимацией исходной зависимости Y = $(><), приведенной к машинным переменным. На участках, где первая производная отрицательна, текущее значение выходного сигнала создается путем вычитания выходного сигнала линейного собственно преобразователя 3 из выходного сигнала преобразователя 1.

Для получения выходного сигнала преобразователя 3 отрицательной полярности необходимо изменить полярность импульсов возбуждения трансформатора

12 данного преобразователя на противаполо><ную, что возможно установкой необходимого направления вектора поляризации секции возбуждения 13 или генерирования 14 соответствующего трансформатора 12 делителя импульсного напряжения 2. Аналогичным образом можно получить импульсы. отрицательной полярности на выходе трансформатора 12 преобразователя

1 и использовать их для моделирования ординат отрицательных ступеней разнополярных функций °

Использование развязывающего усилителя двухпозиционных линейных ключей, делителя импульсного напряжения, а также исполнение его и собственно линейного и функционального преобразователя кода в напряжение »а основе широкополосных сегнетопьезоэлектрических трансформаторов выгодно отличает предлагаемый функциональный преобразователь кода в напряжение от прототипа, так как позволяет значительно расширить его функциональные возможности. Л именно, с помощью предлагаемого устройства возможно воспроизведение по методу кусочнолинейной аппроксимации монотонных вогнутых и выпуклых функций, функций, содержащих несколько экстремумов, участки с различной крутизной, разнополярных функций. Одновременно с этим упростилась подготовка функционального преобразователя для моделирования новой нелинейности и свелась к определению из графического представления кусочно-линейной а»проксимации функции необходимых коэффициентов передач по напряжению ШСПТ, входящих в состав собственно функционального преобразователя кода в напряжение и делителя импульсного напряжения и дальнейшей их электрической установки, в основу которой положена электрическая управляемость уровнем поляризации секций возбуждения и генерирования широкополосных сегнетопьезоэлектрических трансформаторов.

10 Кроме того, твердотельное изготовление ЫСПТ и интегральное исполнение остальных элементов делает предлагаемое устройство малогабаритным.

15 формула изобретения

1. Устройство для функционального преобразования кода в напряжение, содержащее функциональный и линейный преобразователи кода в напряжение, входы первого из которых через дешифратор и второго негосредственно подключены к старшим и младшим разрядам регистра соответственно, 25 а их выходы подсоединены ко входам сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций и упрощения настройки, в него введены генератор импульсов возбуждения, делитель импульсного напряжения, развязывающий усилитель и двухпозиционные линейные ключи, причем второй вход дешифратора соединен с генератором им4> пульсов возбуждения, к выходу дешифратора подсоединен делитель импульсного напря><ения, выход которого через развязывающий усилитель и двухпозиционные линейные ключи связан со вхо40 дом линейного преобразователя кода в напряжение.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что функциональный и линейный преобразователи кода в напряжение и делитель импульсного напряжения выполнены на основе ана45 логовых запоминающих элементов в виде широкополосных сегнетоэлектрических трансформаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50 1. Патент Англии Р 1257066, кл. G4 Н, 14.10.71.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 377806, кл. G06G 7/26, 1971.

647865

Puz 1

Ик1 1 к NE3

Pv2. Л кл м»

Сосуавителв Д.Голубович

Редактор Н.Каменская Техред g.мужик Корректор J1.Håáîëà

Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, .»".-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 334/51

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Т21

ФЬг.2

ys

13

18

Ь