Устройство для генерирования функций

Устройство для генерирования функций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соаетсннх

Соцналистическик

Республик

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

< >851424 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 25.1279 (21) 2858000/18-24 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 300781. Бюллетень Н9 28

Дата опубликования описания 300781 (53) М tC 3

G G 7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 881. ЗЗ5 (088.8) (72) Авторы изобретения

A Ï.Ñòàõîâ, .Я.В.Мартынюк, Н.A.Kâèòêà и В.П.Кожемяко /

Г

) (Винницкий политехнический институт =-- .. j

"-=4 (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕ НЕРИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике, автоматике и может быть использовано в аналоговой и комбинированной вычислительной технике при воспроизведении функций

5 методом кусочно-линейной аппроксимации.

Известно устройвтво для генерирования функций, содержащее реверсивный счетчик, разрядные выходы которого соединены со входами дешифратора и со входами преобразователя код-напряжение, на выходе которого включен, интегратор, а также реверсивный кольцевой распределитель, генератор тактовых импульсов, подключенный к регистру сдвига, и запоминающее устройство (1j .

Однако указанное устройство отличается сложностью схемы и большими 2О аппаратурными затратами.

Известно также устройство для генерирования функций, содержащее постоянное запоминающее устройство, три цифроаналоговых преобразователя, выходы первого и второго из которых соединены с аналоговыми выходами третьего, два регистра, вход первого .иэ которых подключен к первому выходу постоянного запоминающего устройства, 3() а выход — к первому цифроаналоговому преобразователю и входу второго регистра (2) .

Несмотря на общую структурную сложность схемы, данное устройство не способно генерировать функции разной полярности и таким образом, обладает ограниченными функциональными возможностями.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для генерирования функций, содержащее дешифратор, два операционных усилителя, генератор импульсов возбуждения, счетчик ординат, генератор периодических импульсов и блок ординат, выполненный в виде двух групп параллельно соединенных сегнетопьезоэлектрических трансформаторов ГЗ).

Недостаток такого устройства состоит в том, что;импульсы на выходах сегнетопьезоэлектрических трансформаторов содержат помехи типа

"эвон", которые способствуют увеликчению погрешности при воспроизведении функции. Кроме того, указанное устройство предполагает только равномерное Квантование аргумента при аппроксимации функций, а это в ряде

851424 случаев является недостаточным для моделирования функций с заданной погрешностью аппроксимации.

Цель изобретения — повыаение точности-и райиирения класса генерируеьих юункций.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для генерирования функций, содержащее группу двухвходовых сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, средний вывод каждого из. которых соединен с шиной нулевого потенциала, а выход подключен ко входу напряжения поляризации устройства и к первой обкладке соответствующего разделительного конденсатора, первый операционный усилитель, выход которого подключен к первому входу второго операционного усилителя, и генератор возбуждения, введены триггер возбуждения триггер управления, элемент И; интегратор, элемент задержки, делитель частоты, двухвходовой сегнетопьезоэлектричес- кий трансформатор исходного значения функции, группа пар элементов И, дополнительный разделительный конденсатор и регистр сдвига, каждый разрядный выход подключен к первым входам соответствующей пары элементов И группы пар элементов И, соединенных вторыми входами соответственно с первым и вторым выходами триггера возбуждения, а выходами - со входами соответствующих двухвходовых сегнетопьезоэлектрических трансформаторов группы вход запуска устройства соединен с первым входом триггера возбуждения и через последовательно включенные элемент задержки, триггер управления, другой вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра сдвига, и элемент И, другой вход которого подключен к выходу генератора возбуждения, соединен со вторым входом триггера возбуждения и первым входом делителя частоты, второй вход которого подключен к вы ходу элемента задержки, третий входко входу управления устройства, а выход соединен со входом регистра сдвига, подключенного установочным входом к выходу элемента задержки, входы двухвходового сегнетопьезоэлектрического трансформатора исходного значения функции подключены к первому и второму выходам триггера возбуждения, средний вывод соединен с шиной нулевого потенциала, а выход подключен ко входу напряжения поляризации устройства и первой обкладке дополнительного разделительного конденсатора,.вторая обкладка которого и вторые обкладки основных разделительных конденсаторов соединены соответственно со"входами первого операционного усилителя и интегратора, выход которого подключен ко второму входу второго операционного усилителя, а вход обнуления — к выходу элемента задержки.

Иа чертеже представлена структурная схема устройства для генерирования функций.

Устройство содержит двухвходовый сегнетопьезоэлектрический трансформатор 1 исходного значения функции и группу. двухвходовых сегнетопьезоэлектрических трансформаторов Р, которые выходами соединены со входами 3 напряжения поляризации и через разделительные конденсаторы 4 подсоединены соответственно ко входам первого операционного .усилителя 5 и

1э интегратору 6. Входы двухвходовых сегнетопьезоэлектрических трансформаторов 2 через группу пар элементов

И 7 подключены к разрядным выходам регистра 8 сдвига и триггеру 9 воз20 буждения, к выходам которого непосредственно подсоединены входы двухвходового сегнетопьезоэлектрического трансформатора 1 исходного значения функции. Регистр 8 сдвига соединен

25 через делитель 10 частоты и элемент

И 11 с генератором 12 возбуждения.

Вход запуска 13 связан с нулевым входом триггера 9 возбуждения -и через элемент 14 задержки подключен к единичному входу .триггера 15 управления, третьему входу делителя 10 частоты, установочному входу регистра 8 сдвига и входу обнуления интегратора б выход которого подсоединен ко второму входу операционного усилителя 16.

С выхода 17 снимается выходной сигнал устройства для генерирования функций, а вход 18 управления служит для управления коэффициентом деления импульсов, поступающих на вход

40 регистра 8 сдвига и таким образом позволяет управлять величиной квантования аргумента. Двухвходовые сегнетопьезоэлектрические трансформаторы 1 и 2 идентичны и состоят из секции 19 возбуждения и генераторной секции 20, разделенных экранирующим электродом 21, соединенных с шиной нулевого потенциала, а также содержат выходной электрод 22 и два рав © ных по площади входных электрода— информационный 23 и компенсационный

24. Уровень поляризации и направление поляризации генераторной секции

19 двухвходового сегнетопьезоэлектрического трансформатора 1 определяет знак и величину выходного сигнала устройства в начале генерирования функции, а двухвходовых сегнетопьезоэлектрических трансформаторов

2 - величину угла наклона соответст-

Щ вующего участка аппроксимированной функции и знак производной воспроизводимого отрезка. Стрелками указано направление поляризации секции 20 возбуждения и генераторной секции 19, обеспечивающее получение на выходах

851424 трансформаторов импульсов положительной полярности.

Первый операционный усилитель 5 усиливает выходные импульсы напряжения двухвходового сегнетопьезоэлектрического трансформатора 1 и преобразует их в постоянное напряжение на уровне амплитуды. Интегратор 6 представляет собой операционный усилитель, работающий в режиме интегрирования, а его выходной сигнал при поступлении на вход импульсов напряжения изменяется по ступенчато-линейному закону, что позволяет моделировать функции, аппроксимированные кусочно-линейным методом.

Устройство для генерирования функ- 15 ций работает следукщим образом.

В исходном состоянии триггер 15 управления находится в нулевом положении, сдвиговый регистр 8 обнулен, импульсы напряжения на входы 20 сегнетопьезоэлектрических трансформаторов не поступают и поэтому напряжение на выходе 17 устройства отсутствует.

Начало работы определяется появ- р лением импульса запуска на входе 13, который устанавливает триггер 9 возбуждения в нулевое положение, дели.тель 10 частоты в исходное, подготавливает к работе интегратор .6 (производит разряд конденсатора цепи обратной связи), записывает единицу в младший разряд регистра 8 сдвига и устанавливает триггер 15 управления в единичное состояние. Вследствие этого импульсы генератора 12 возбуждения поступают через элемент И на . делитель 10 частоты и счетный вход триггера 9 возбуждения и, поскольку в начальный момент импульсы возбуждения поступают на входы трансформато- 40 ра 1 и 2, то при этом на выходе 17 второго операционного усилителя 16 будет присутствовать суммарный сигнал: постоянное напряжение исходного значения функции и ступенчато-изменяющееся напряжение первого линейного отрезка. Первый импульс, появляющийся на выходе делителя частоты 10, сдвигает единицу во второй разряд регистра сдвига 8 и подключается сег- о нетопьезоэлектрический трансформатор

2 для воспроизведения второго линей-ного отрезка. Воспроизведение последующих отрезков совпадает с очередной установкой более старших триггеров регистра сдвига 8 в единичное состояние. Процесс воспроизведения

- функций заканчивается в момент обнуления регистра 8 сдвига. При этом перепадом напряжения с высокого уровня напряжения в низкий на выходе ф) самого старшего триггера регистра 8 триггер управления 15 устанавливается в нулевое состояние, прекращая поступление импульсов как на счетный вход триггера 9 возбуждения, так и на вход делителя 10 частоты. для повторного моделирования функции необходимо на вход 13 подать импульс запуска. Ввиду последовательного во времени поступления импульсов .воз буждения на входы двухвходового сегнетопьезоэлектрических трансформаторов 1 и 2 есть возможность значительно увеличить частоту HMnylibсов возбуждения. А это, в свою очеРедь, приводит к тому, что ступенчато-изменяющееся напряжение на выходе интегратора 7 будет более близким к линейно-изменяющемуся. Кроме того, благодаря изменению информации, поступающей на вход 18 управления делителя 10 частоты, регулируется коэффициент деления частоты импульсов, т.е. варьируется число импульсов возбуждения, поступающих на вход сегнетопьезоэлектрических трансформаторов

2, и одновременно с этим обеспечивается неравномерное квантование аргумента. Все отмеченное позволяет аппаратурно более точно обеспечить кусочно-линейную аппроксимацию, а вместе с тем и точность .воспроизведения функций .

Использование в предлагаемом устройстве для генерирования функций триггера управления, триггера импульсов возбуждения, элемента И, делителя частоты, регистра сдвига, интегратора, группы пар элементов И, двухвходового сегнетопьезоэлектрйческого трансформатора исходного значения функции и группы двухвходовых сегнетопьезоэлектрических трансформаторов позволяет скомпенсировать помеху типа "звон" и таким образом, уменьшить погрешность аппроксимации функции. Этому способствует также возможность технической реализации в предлагаемом устройстве неравномерного квантования аргумента за счет управления коэффициентом частоты.

Необходимо указать на широкие функциональные воэможности предлагаемого устройства: оно позволяет воспроизводить широкий класс функций.

Устройство реализовано на, элементах интегрального исполнения.

Формула изобретения

Устройство для генерирования функций, содержащее группу двухвходовых сегнетопьезоэлектрических трансформаторов, средний вывбд каждого из которых соединен с шиной нулевого потенциала, а выход подключен ко входу напряжения поляризации устройства и к первой обкладке соответствующего разделительного конденсатора, первый операционный усилитель, выход которого подключен к первому входу второго операционного усилителя, и генератор возбуждения, о т л и ч а .

851424

ВНИИПИ Заказ 6361/70 Тираж 745 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

io щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения класса генерируемых функций, в устройство введены триггер возбуждения, триггер управлений, элемент И, интегратор, элемент задержки, делитель частоты, двухвходовой сегнетопьезоэлектрический трансформатор исходного значения функции, группа пар элементов И, дополнительный разделительный конден-, сатор и регистр сдвига, каждый разрядный выход которого подключен к первым входам соответствующей пары элементов И группы пар элементов И, соединенных вторыми входами соответственно с первым и вторым выходами триГгера возбуждения, а выходамико входам соответствующ-х двухвходо вых сегнетопьезоэлектрических трансформаторов группы, вход запуска уст- ройства соединен с первым входом триггера возбуждения и через последовательно включенные элемент задержки, триггер управления, другой вход которого соединен с выходом: старшего разряда регистра сдвига, и элемент И., другой вход которого подключен к выходу генератора возбуждения, соединен со вторым входом триггера возбуждения и первым входом делителя частоты, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, третий вход - ко входу управления устройства, а выход соединен со входом регистра сдвига, подключенного установочным входом к выходу элемента задержки, входы двухвходового сегнетопьезоэлектрического трансформатора исходного значения функции подключены к первому и второму выходам триггера возбуждения, средний вывод соединен с шиной нуле® вого потенциала, а выход подключен

Ко входу напряжения поляризации устройства и первой обкладке дополнительного разделительного конденсатора, вторая обкладка которого и вторые обкладки основных разделительных конденсаторов соединены соответственно со входами первого операционного усилителя и интегратора, выход которого подключен ко второму входу второго операционного усилителя, а вход

2ф обнуления — к выходу элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР р 9389519, кл. G 06 G 7/26, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9385298, кл. G 06 J 3/00, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

@525122, кл. 6 06 G 7/26, 1974 (про тотип).