Импульсный функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ

РЕСПУВЛИН аю ои

У50 G 06 G 7/26

1

f l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3519490/18-24 (22) 01.12.82 (46) 07.04.84. Вюл.9 13 (72) В.С.Котляр (71) Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС (53) 681.335(088.8) (56) 1. Патент CUJA Р 3689754, кл.235-197, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 640321, кл. G 06 G 7/26, 1977. (54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор импульсов, соединенный выходом с входом распределителя импульсов, подключенного потенциальным выходом к входу генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый масштабный резистор соединен с входом нуль-органа, подключенным через второй масштабный резистор к первому входу импульсного функционального преобразователя, импульсные выходы распределителя импульсов подключены к первым входам соответствующих элементов И группы, выход источника опорного напряжения через третий масштабный резистор и ключ подключен к входу нуль-органа, соединенного выходом с входом RS-триггера, выход которого соединен с управлякщим входом ключа и вторыми входами с второго по п-1 элемент И группы, второй вход импульсного функционального преобразов ателя соединен с первыми выходами п масштабных резисторов группы, второй вывод каждого из которых через соответствующий ключ группы соединен с входом выходного усредняющего усилителя, выходы п элементов И группы подключены к управляющим входам соответствующих и ключей группы, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения динамического диапазона входного сигнала, " него введены два дополнительных элемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом нуль-органа и первым входом Q первого дополнительного элемента И, выход элемента НЕ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, вторые входы первого и вто- рого дополнительных элементов И соединены соответственно с первым и п-ым импульсными выходами распределителя импульсов, выходы первого и ВТо рого дополнительных элементов И соединень- сооответственно с первыми вхо. дами первого и второго элементов ИЛИ вторые входы которых соединены с выходом RS-триггера, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к вторым входам соответственно первого и п-ro элементов И группы.

1084827

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при моделировании нелинейных систем, а также в системах автоматического регулирования.

Известен функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, элементы И, ключи, резисторы, усилитель с усредняющей обратной связью и многоканальный распределитель импульсов, выполненный на 10 счетчике и дешифраторе (1) .

Недостатком данного функционального преобразователя является сложность регулировки выходного сигнала в узлах интерполяции, в частности при15 необходимости изменить выходной сигнал в i -ом узле, не из меняя его ч остальных узлах, требуется производить регулировку всех резисторов,. начиная c i-1. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, сОединенный ВыхОдОм с ВхОДОм распределителя импульсов, подключенного потенциальным выходом к входу генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый масштабный резистор соединен с входом нуль-органа, подключенным через второй масштабный резистор к первому входу импульсного функционального преобразователя, импульсные выходы распределителя им— пульсов подключены к первым входам соответствующих элементов И группы, выход источника опорного напряжения через третий маса табный резистор и ключ подключен к входу нуль-органа, соединенного выходом с входом RS-триггера, выход которого соединен с 40 управляющим входом ключа и вторыми входами с второго по и-1 элементы И группы, второй вход импульсного функционального преобразователя соединен с первыми выводами и масштабных резис-45 торов группы, второй вывод каждогб из которых через соответствующий ключ группы соединен с входом выходного усредняющего усилителя, выходы и элементов И группы подключены к управляющим входам соответствующих и к, 50 чей группы (2J .

Недостатком известного устройства является низкая надежность импульсного функционального преобразователя вследствие того, что выходное напряжение преобразователя принимает нулевые значения в случае одинаковой полярности входного напряжения преобразователя и напряжения, вырабатываемого генератором пилообразного напря- О0 жения, а также в случае превышения по абсолютному значению уровня входного напряжения преобразователя над уровнем напряжения, вырабатываемого генератором пилообразного напряжения, $5 что приводит к ошибкам моделирования и сбоям В работе систем автом=-тического регулирования.

Нелью изобретения является повышение надежности импульсного функционального преобразователя и расширение динамического диапазона входного сигнала.

Эта цель достигается тем, что в импульсный функциональный преобразователь дополнительно введены два дополнительных элемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом нуль-органа и первым входом первого дополнительного элемента И, выход элемента HE соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, вторые входы первого и второго ДОполнительных элементов И соединены соответственно с первым и и-ым импульсными выходами распределителя импульсов. выходы первого и второго дополнительных элементов И соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом RS-триггера, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к вторым соответственно первого и и-го элементов И группы.

На чертеже приведена функциональная схема импульсного функционального преобразователя.

Импульсный Функциональный преобразователь содержит генератор 1 .импульсов, соединенный выходом с входом распределителя 2 импульсов, подключенного потенциальным выходом к входу генератора 3 пилообразного напряжения, выход которого через первый масштабный резистор 4 соединен с входом нуль-органа 5, подключенным через второй масштабный резистор б к первому входу импульсного функционального преобразователя, импульсные выходы распределителя 2 импульсов подключены к первым входам соответствующих tl элементов И группы 13, выход источника опорного напряжения через третий масштабный резистор 7 и ключ 8 подключен к входу нуль-органа 5, соединенного выходом с входом RS-триггера 9, выход которого соединен с управляющим входом ключа 8 и вторыми входами с второго по и-1 элементы И группы 13, второй вход импульсного функционального преобразователя соединен с первыми выводами и масштабных резисторов группы 10, второй вывод каждого из которых через соответствующий ключ группы 11 соединен с входом выходного усредняющего усилителя 12, выходы и элементов И группы

13 подключены к управляющим входам соответствующих и ключей группы 11, вход элемента HE 14 соединен с выходом нуль-органа 5 и råðâûì входом первого дополнительного элемента

1084827

И 15, выход элемента НЕ 14 соединен с первым входом второго дополнительного элемента И 16, вторые входы первого 15 и. второго 16 дополнительных элементов И соединены соответственно с первым и и-ым импульсными выходами распределителя 2 импульсов, выходы первого 15 и второго 16 дополнительных элементов И соединены соответственно с первыми входами первого 17 и второго 18 дополнительных элементов

ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом НВ-триггера 9, выходы первого 17 и второго 18 дополнительных элементов ИЛИ подключены к вторым входам соответственно первого и и-ro 15 элементов И группы 13.

Импульсный функциональный преобразователь работает следующим образом.

В начале рабочего цикла нУльорган 5 под действием входного напряжения находится в состоянии "0". Инвертор, выполненный на элементе НЕ, инвертирует этот сигнал и на вход второго дополнительного элемента И 1625 поступает разрешающий сигнал. Так как второй вход второго 16 дополнительного элемента И подключен к п-му выходу импульсного распределителя 2, импульс на котором появляется лишь в конце рабочего цикла, то второй дополнительный элемент И 16, следовательно, закрыт и не изменяет состояния второго элемента 18, а на его выходе сигнал "0" поддерживает нулевой уровень сигнала на выходе и-го З5 элемента И группы 13, и-ый ключ группы 11 выключен. Во время того же рабочего цикла под действием возрастающего пилообразного напряжения происходит переключение нуль-органа 5 в 4Q состояние "1". Инвертор 14 инвертирует этот сигнал, подавая его на второй вход второго дополнительного элемента И 16, на время действия импульгде — HHтервал между М 45 пульсами, выдаваемыми генератором 1..

С и-го выхода распределителя 2 импульсов поступает запрещающий сигнал. И лишь тогда, когда входное напряжение, возрастая, превышает максимальное выходное напряжение генератора пилообразного напряжения, выходит иэ рабочей области импульсного функционального преобразователя, смещаясь за пределы последнего участка интерполяции, и происходит постепенное сокращение длительности импульса

R H-триггера 9, управляющего в этом случае и-ым ключом группы 11, ключом

8 вплоть до полного его исчезновения в момент, когда входное напряжение полностью выйдет из границ последнего участка интерполяции. При этом переключение нуль-органа 5 из состояния "0" в "1" происходит в пределах действия импульса с и-го выхода распределителя 2 импульсов, т.е. внутри последнего участка интерполяции.

На выходе элемента НЕ 14, а следовательно, и на втором выходе второго дополнительного элемента И 16 появляется .разрешающий сигнал, совпадающий по времени с импульсом íà и-ом выходе распределителя 2 импульсов.

Разрешающий сигнал на выходе второго

16 дополнительного элемента И через второй элемент ИЛИ и элемент И группы 13 поступает на управляющий вход п-го ключа группы 11, открывая его.

Таким образом, по мере сокращения длительности импульса на выходе триггера 9 происходит одновременное.увеличение длительности сигнала, вырабать1ваемого вторым дополнительным элементом И 16, причем суммарная длительность сигнала управления и-ым клнчом группы 11 остается неизменной.

При полном исчезновении импульса

RS-триггера 9 управление и-ым ключом группы 11 полностью осуществляется вторым дополнительным элементом И 16 через элемент ИЛИ 18 и и-ый элемент

H группы 11 импульсами, поступающими с n-ro выхода распределителя 2 импульсов, нуль-орган 5 в этом случае постоянно находится в состоянии "0".

На выход выходного усредняющего усилителя 12 поступает ток, определяемый проводимостью подключенного последнего участка интерполяции.

Таким образом, в импульсном функциональном преобразователе при любых значениях входного напряжения не прекращается управление ключами группы и тем самым исключается возникновение нерасчетных (нулевых) значений входного напряжения, и достигается надежная работа импульсного функционального преобразователя.

1084827

Составитель Н.Зайцев

Редактор Л.Гратилло Техред T.Ìàòo÷êà . Корректор Г.Решетник

Заказ 2013/45 . Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фипиал ППП "Патент", r.Óèroðîä, ул.Проектная,4