Устройство для моделирования нелинейных функций

Устройство для моделирования нелинейных функций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()922793

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 07.04.80 (2 I ) 2907168/18-24 (5 ) Щ. (.п.

Q 06 7/25 с присоединением заявки №(23 ) П риорнтет

9кудврате81а1й кеюпет

СССР ав делам нэоеретений . и открытхй

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень №15

Дата опубликования описания 25.04.82 (53) УДК 681. .333 (088.8) (72) Автор изобретения т

Л. И. Во т

Ульяновский политехнический инст (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

НЕЛИНЕЙНЫХ ФУНКБИЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике.

Известны устройства, выполняющие, отдельные нелинейные операции, содержа» щие диодные ячейки, делители напряже ния и определенный усилитель 1 .

Недостаток этих устройств состоит в том, что вид моделируемой функции определяет структуру устройства.

Известны устройства для выдепения максимальных (минимальных) значений из совокупности входных сигналов.

При этом переход из режима выделе» . ния максимума к режиму выделения минимума в указанных знаках осуществляется изменением полярности включения диодов 21 .

Недостатком известных устройств являются ограниченные функциональные возможности, что не позволяет исполь зовать их в качестве универсальных не линейных бпоков в аналоговой вычпслттельной технике и устройствах автома-. тики. Это обусловлено тем, что блоки

2 в выделении максимума (минимума) по- зволяют моделировать только три вида разрывных функций.

Данное устройство, построенное на унифицированной элементной базе, позволяет расширить количество воспроизводимых (моделируемых) разрывных функций. Это соответственно расширяет функциональные возможности и универсальность устройства.

Цель изобретения — расширение функ- циональных возможностей за счет моделирования разрывных функций.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования нелинейных функций, содержащее блок выделения максимума или минимума, первый вход которого является входом устройства, а второй вход соединен с выходом первого источника опорного напряжения, введены блок выделения минимума или максимума, второй источник опорного напряжения, сумматор и перекпючатепь, извод которого объединен со

3 9227 входом устройства, первыи выход переключателя соединен с первым неинвертирую- .шим входом сумматора, инвертирующий вход которого подключен ко второму выходу переключателя, второй неинвертирующий вход сумматора подключен к выходу блока выделения минимума (максимума), входы которого подключены соответственно к выходу блока выделения максимума или минимума) и к выходу ф второго источника опорного напряжения.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2-5 представлены выходные характеристики.

Устройство содержит соответственно . блоки 1 и 2 выделения максимума (минимума), один из которых работает в режиме выделения максимума (максимиэи- руюший селектор), а другой — в режиме выделения минимума (минимизирующий yg селектор). На входы блока 1 подаются входной сигнал X от источника 3 опорного напряжения и опорный сигнал X ., от первого источника 4 опорного напряжения.

На один иэ входов блока 2 подается сиг нал X or второго источника 5 опорного напряжения, а его другой вход соединен с выходом 6пока 1.. Выходные сигнайы и Ч снимаются соответственно с вы1 ходов блока 1 и блока 2. В устройстве 3Q предусмотрен .сумматор 6 и переключатель 7.

Устройство работает следующим обраэом.

Если блок 1 является максимизирующим, а блок 2 минимизирующим (фиг. 1), g «Tactor(X1X<) И Ч = Yt(jj„,, ) pg x >x ,Ч= Р X«1 < Ч 9 Ч

1 1

Если блок 1 является минимизирующим, а блок 2 - максимизируюшим, то .У1=УМ5(МОЧ1) М Ч1=ФОМ(Х1,У1)

4S

Х l19M Х ) М1, У tlPN У1)К

X nwwv v(М„, < Х м У<(Х

При снятии выходного сигнала у с

1 выхода блока 1 устройство воспроизводит функциональные зависимости .известного амплитудного селектора: моделирование зоны нечувствительности (фиг. 2а), ограничение напряжений (фиг. 2б), однополупериодное выпрямление (Х1 = О или ** О), формирование абсолютного значения знакопеременных сигналов (фиг. 3).

93 4

При снятии выходного сигнала у с выхода блока 2 устройство воспроизводит разрывную функцию амплитудного дискриминатора с регулируемым порогом дискриминации (фиг. 4а) и функцию двухстороннего ограничителя (фиг. 4б). В частности при М = О или М 0 приходим к, так называемому; нуль-детектору (дете тор нуля) (фиг. 4а) .

Дапьнейшее расширение класса воспро« иэводимых разрывных функций возможно путем суммирования и вычитания различных комбинаций у„, Ч, Х1, )(u X .

В частности, при введении в устройство сумматора 6 (вычитателя) (фиг. 1) и при подаче на него входного и выходного Ч сигналов устройство будет моделировать функцию с регулируемой точкой разрыва Ч = Ч + Х (фиг. 5а) и функцию последовательного ограничения Ч = — Х (фиг. 5б). h редлагаемое устройство воспроизводит широкий класс разрывных функций, который включает практически все типовые нелинейности.

Базовым элементом для построения устройства является блок. выделения максимума (минимума) .

Дальнейшее расширение класса воспроизводимых функций возможно путем построения устройств на трех, четырех и т. д. блоках выделения максимума (минимума) при соответствующем увеличении количества источников опорных и входных сигналов.

Таким образом, предложено многофункциональное устройство для воспроизведения разрывных и аппроксимации монотонных функций, построенное на однотипных логических элементах.

Устройство полностью заменяет ряд типовых функциональных преобразовате лей, применяемых в аналоговой вычислительной технике и автоматике (амплитудные дискриминаторы, детекторы нуля, компараторы уровня, двухсторонние параллельные ограничители, двухсторонние последовательные ограничители с регулируемыми уровнями ограничения и пр.).

При этом структурная схема строится по иерархическому принципу, а воспроизводимый класс функций определяется суммой функций, воспроизводимых структурами первого (амплитудный селектор), второго и третьего уровня: Ч=Ч „ 9 3 ® . (Ю - знак логической связи, имеющий смысл союза «или").

5 922793 .6

Ф о р,м у л а и з о б р е т е н и я вертируюшим входом сумматора, инвертирукаций вход которого подключен к второУстройство для MogempoBGEHH нели- му выходу переключателя, второй неинвернейных функций, содержащее блок выд тирукпций вход сумматора подключен к ления максимума или минимума, первый 5 выходу блока выделения минимума или вход которого является входом устройст- максимума, входы которого подключены ва, а второй вход соединен с выходом соответственно к выходу блока выделения первого источника опорного напряжения, максимума или минимума и к выходу втоо т.л и ч а ю щ е е с я тем, чтоэ с рого источника опорного напряжения. целью расширения функциональных возмож-lp ностей эа счет моделирования разрывных Источники информации, функций, в устройство введен блок выде- принятые во внимание при экспертизе ления минимума или максимума, второй 1. Кори Г и Уорн Т. Электронные источник опорного напряжения, сумматор аналоговые н аналогоцифровые вычислии переключатель, вход которого объеди- ts тельные машины. М., Мир, 1968, II нен с входом устройства, первый выход с. 7-11. переключателя соединен с первым неин- 2. Там же. с. 14 (прототип). иг.

Х=-Х l стиг. 3

922793 ь=ж" РМХ

Составитель В. Жовинский

Редактор Н. Пушненкова Техред 34. Гайду Корректор С Шекмар

Заказ 2584/66 Тираж 732 Поднисное

ВНИИТИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж Э5, Раушская йаб., д. 4/5

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