Функциональный частотный преобразователь

Функциональный частотный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ к авторском свидетельству

< 942056 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву К 809241 (22) Заявлено 24 09 ° 80 (21) 3002637/18-24 с присоединением заявки Ля (23) Приоритет (ы)м. К. .

0 06 6 7/26

3Ьоударствснный комитет

СССР йо долам изобретений и открытий

Опубликовано 07. 07. 82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07, 07. 82 (.53) УДК 681. 335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Д.Циделко и А.З.Булгаков (7l) Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт им.;50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при построении аналоговых и аналого-цифровых вычислительных устройств.

По основному авт. св. )1 809241 известен функциональный частотный преобразователь, который содержит два интегратора, выходы которых подключены к одним входам компараторов, а выходы компараторов через устройство управления подключены к разрядным ключам, соединяющим вход и выход интеграторов, к источникам входного и опорного напряжения с помощью ключевых элементов подключены входы сумматоров,а выходы двух из них соединены соответственно со входами интеграторов, выходы двух других — со

20 вторыми входами компараторов $1 ).

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно имеет ограниченные функциональные возможности, так как выполняет несколько десятков множительно-делительных операций и не позволяет воспроизводить периодические функции или достаточно сложные функциональные зависимости с положительными и отрицательными производными.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены цифроаналоговый преобразователь, коммутатор, программный переключатель, сигнальный вход которого подключен к шине входного напряжения функционального частотного преобразователя, а выходы соединены с входами коммутатора, первая группа выходов которого соединена с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к шине опорного напряжения функционального частотного пресбразо942056 вателя, входы управления ключевых элементов соединены с соответствующими выходами второй группы выходов коммутатора, а управляющие входы коммутатора и программного переключателя подключены к выходу функционального частотного преобразователя, На фиг.1 и 2 представлены структурные схемы функционального частотного преобразователя (ФЧП); на фиг.3 -10 временные диаграммы работы ФЧП; на фиг.4 - 6 - графики функций ФЧП.

Фукнциональный частотный преобразователь (фиг,l) содержит четыре ключевых элемента 1 — 4, первые входы которых подключены к шине входного напряжения Х, вторые входы к шине опорного напряжения Хо . Выходы ключевых элементов 1 — 4 соединены со входами сумматоров 5 - 8. Выходы сум- щ маторов 6 и 8 подключены к интеграторам 9 и 10 соответственно. Вход и выход интегратора 9 соединен с ключом 11, а вход и выход интегратора 10 — с ключом 12. Выход интегра- 25 тора 9 подключен к компаратору 13, а выход интегратора 10 — к компарато" ру 14. Выходы компараторов 13 и 14 подключены к устройству 15 управления, выход которого соединен с клю- щ чами 1 1 и 12, выходы сумматоров 5 и

7 подключены к вторым входам компараторов 13 и 14 соответственно. Источник входного напряжения Х подключен к первому входу программного переключателя 16, выходы которого соединены с входами коммутатора 17, первая группа выходов которого соединена с входами цифроаналогового преобразователя 18, выход которого под- 4О ключен к шине опорного напряжения

Х „, входы управления ключевых элементов 1 — 4 соединены с второй группой выходов коммутатора 17, а управляющие входы коммутатора 17 и прог- 45 раммного переключателя 16 подключены к выходу функционального частотного йреобразователя.

Структурная схема ФЧП с одним из возможных вариантов выполнения программного переключателя представлена на фиг.2.

На фиг.2 обозначен частотный преобразователь 19, вход которого подключен к шине входного напряжения X и входам п-компараторов (К) 20, а их выходы соединены с входами мультиплексора (М) 21, выход М 21 подклю4 чен к входам демультиплексоров (ДМ)

22 и 23, выходы которых соединены соответственно с входами управления

m-ключевых элементов (КЭ) 24 установки кода вида функции и k-ключевых элементов 25 установки кода опорного напряжения, входы которых соединены с наборным полем (НП) 26. Выходы КЗ 24 с помощью регистра (Р) 27, соединены с входами управления ключевых элементов 1 - 4, а выходы КЭ

25 с помощью Р 27 — с входами цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 18, выход которого подключен к шине опорного напряжения Хо,. Выход ФЧП соединен с входами управления Р 27 и

ДМ 22 и 23

На временных диаграммах (фиг.3), поясняющих принцип действия ФЧП, показаны изменения уровней компарирования и напряжения на выходах интеграторов при условии, что суммарный временной интервал t< равен обратному значению основной функции

1 Х = (1), Частота импульсов на выходе ФЧП определяется зависимостью

2ххд - x (2), ЗГ х о где - постоянная времени интегрирования.

На фиг.4 представлен график зависимости (2) частоты f> от входного напряжения Х при постоянном Х .

Работа ФЧП происходит следующим образом.

С помощью программного переключателя 16, в котором устанавливаются коды вида функций и последовательность их формирования, коммутатор 17 по входам управления ключевыми элементами 1 — 4 подключает.. входное напряжение Х и опорное Х „ к соответствующим входам ФЧП, чем задается вид функции. Величина опорного напряжения Х „ устанавливается ЦАП 18 в соответствии с кодами программного переключателя, подключаемыми коммутатором 17.

Синхронизация работы ФЧП осуществляется выходным сигналом по управляющим входам коммутатора 17 и программного переключателя 16.

В общем случае в зависимости от величины входного напряжения Х с помощью ключевых элементов 1 — 4 напря5 9420 жения X и Х подаются на определенные входы ФЧП, При этом могут воспроизводиться периодические функции (фиг.4) или достаточно сложные функциональные зависимости с положительными и отрицательными производными (фиг.5). Задаваясь определенной временной последовательностью и переходя к пространственному подключению входных величин Х и Хо, к входам 10

ФЧП, в соответствии с выражением (2) можно получать широкий спектр периодических сложных функциональных зависимостей (фиг.6).

Программный переключатель (фиг.2 ) ts работает следующим образом.

При изменении входного напряжения

Х срабатывают К 20,..., 20п, при этом на выходе М 21 формируется последовательность импульсов, число рв которых соответствует числу уровней компарирования — и . С помощью ДМ 23 последовательно во времени открываются КЭ 24.1,..., 24„, которые передают код вида функции НП 26 через гз

P 27 на КЭ 1 - 4 ФЧП, устанавливая функцию преобразования, соответствующую набранному коду.

Аналогичным образом М 21 управляет КЭ 25,1,..., 25К, открывая их для передачи кода НП 26 через P 27 к входу ЦАП 18, чем обеспечивается формирование дискретных значений опорного напряжения Хо„, Х,2..... Х

О

Синхронизация работы осуществляется выходным сигналом по входам управления ДМ 22 и 23 и P 27.

Рассмотренные структуры ФЧП (фиг.1 и 2) обеспечивают увеличение числа о функциональных возможностей и их периодичность за счет возможности коммутации входов ФЧП с помощью логических схем, построенных на цифровых микросхемах средней степени интег45 рации меньшей точности и стоимости по сравнению с аналоговыми схемами, формирующими те же функции.

56 6

Точность устройства определяется цифроаналоговым преобразователем в интегральном исполнении, стоимость которого выше по сравнению с цифровыми микросхемами, но при малом удельном весе в оборудовании ФЧП на его стоимость влияет несущественно, Таким образом, технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства состоит в уменьшении количества дорогостоящего оборудования при построении преобразователей, воспроизводящих широкий класс периодических сложных функцио" нальных зависимостей. формула изобретения

Функциональный частотный преобразователь по авт. св. У 809241, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач,в него введены цифроаналоговый преобразователь, коммутатор, программный переключатель, сигнальный вход которого подключен к шине входного напряжения функционального частотного преобразователя, а выходы соединены с входами коммутатора, первая группа выходов которого соединена с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к шине опорного напряжения функционального частотного преобразователя, входы управления ключевых элементов соединены с соответствующими выходами второй группы выходов коммутатора, а управляющие входы коммутатора и программного переключателя подключены к выходу функционального частотного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

tf 809241,кл. G 06 6 7/26,1979 (прототип).

942056

Составитель С. Билан

Редактор С.Тараненко Техред М . Надь, Корректор Е ° Рококо

Заказ 4843/41 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

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

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