Многопороговый функциональный преобразователь

 

Изобретение может быть использовано . ,в качестве аппроксиматора функций, функционального преобразователя, нелинейного корректора систем авторегулирования для формирования линейноизломных и линейно-разрывных функций d произвольным количеством точек излома и разрыва. Изобретение является дополнительным к изобретению по авт. св. № 1300507. Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых преобразователем функций. Многопороговый функциональный преобразователь содержит аналоговые релейные элементы (реляторы) 1 - 1 п, кодоуправляемые делители 2,9 и 10 напряжения , блок 3 вычитания, блок 4 задания знака формирующих напряжений, выполненный в виде аналоговых релейных элементов , регистры 5 и 7, коммутатор 61 суммирующий блок 7 и имеет вход 11 и выходы 12-16. Поставленная цель достигнута благодаря тому, что в преобразователь введены блок задания знака, коммутатор и суммирующий блок, три кодоуправляемых делителя напряжения и два регистра, позволившие воспроизводить любые функции, составленные из горизонтальных, вертикальных и диагональных (с отрицательным и положительным наклонами) прямых координатной сетки. 1 ил. в (Я с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„16 6 49 (51) 5 G 06 G 7/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (61) 1300507 .(21) 4248720/24 (22) -24.03.87, (46) 23,03.91. Бюл. Ф 11

: (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭССР (72) Л.И,Волгин и Х.И.Тани (53) 681.3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1г"* 1300507, кл, G 06 G 7/25, 1985. (54) МЙОГОПОРОГОВЫИ ФУНКЦИОНАЛЬНЬВ1

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано.,в качестве аппроксиматора функций, функционального преобразователя, нелинейного корректора систем авторегулирования для формирования линейноизломных и линейно-разрывньгх функций с произвольным количеством точек из— лома и разрыва. Изобретение является дополнительным к изобретению по авт.

2 св ° 9 1300507. Целью изобретения является расширение класса воспроиэводимьгх преобразователем функций. Многопороговый функциональный преобразователь содержит аналоговые релейные элементы (реляторы) 1 — lд, кодоуправляемые делители 2,9 и 10 напряжения, блок 3 вычитания, блок 4 задания знака формирующих напряжений, выполненный в виде аналоговых релейных элементов 4 -4, регистры 5 и 7, коммутатор 6, суммирующий блок 7 и имеет вход 11 и выходы 12-16. Поставленная. цель достигнута благодаря тому, что в преобразователь введены блок задания знака, коммутатор и суммирующий блок, три кодоуправляемьгх делителя напряжения и два регистра, позволившие воспроизводить любые функции, составленные иэ горизонтальных, вертикальных и диагональных (с отрицательным и положительным наклонами) прямых координатной сетки. 1 ил.

1636849 Изобретение относится к аналоговой моделирующей технике, может быть использовано в качестве аппроксиматора функций,. Функционального преобра-зователя, нелинейных корректоров сис5 тем управления, для формирования ли" нейно-изломных и линейно-разрывных функций с произвольным количеством точек излома и (или) разрыва и явля- 10 ется усовершенствованием изобретения по авт.св, ll 1300507.

Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых иреобра-.с зователем функций.

f5

На чертеже приведена схема четырехканального варианта многопорогового

Функционального преобразователя, Многопороговый функциональный преобразователь содержит основные ана" щ логовые релей элементы 1» -1 1.(в об-, щем случае 1 -1 M), первый кодоуправляемый делитель 2 напряжения, блок 3 вычитания, блок 4 задания знака форt мирующих напряжений, выполненных в ви-25 де аналоговых релейных элементов

4 -4>(в общем случае 4 -4@ 1), первый регистр 5, коммутатор 1, выполненный, в частности, в виде аналоговых релейных элементов 6 -6, второй регистр

7, суммирующий блок 8, выполненный в виде двухвходовых сумматоров 8 -8, второй и третий кодоуправляемые делители 9 и 10 напряжений, вход ll, явля" ющийся одновременно вторым выходным выводом преобразователя, выходы 1215 переключателей аналоговых релейных элементов 1 "1 (выход 15 одновременно является первым выходным выводом преобразователя), дополнительный выход

16 преобразователя. Блок 3 вычитания

40 может быть выполнен, например, на основе дифференциального операционного усилителя 17. Каждый аналоговый релейный элемент содержит компаратор 18 и 45 переключатель 19, имеющий выход 20.

Компаратор 18 имеет первый 21 и вто" рой 22 входы, а переключатель 19— первый 23 и второй 24 информационные входы.

В зависимости от знака разности напряжений на входах 21 и 22 компаратора 18 переключатель 19 находится в верхнем или нижнем положении, Работа преобразователя осуществляет" ся следующим образом.

На первые инвертирующие входы 21 компараторов 18 аналоговых релейных элементов 1 подается входной сигнал х, а на вторые (неинвертирующие) входы 22 этих компараторов — опорные х1< х а х > c. (х z от кодоуправляемого делителя 2 напряжения.

На первый информационный вход 23 переключателя 19 аналогового релейного

ro элемента 1 и на вторые информационные входы 24 переклйчателей аналого вых релейных элементов 1, подаются saдающие напряжения Y с выходов анало1 говых релейных элементов 4 (1, 2,...,п+1). Если входной сйгнал х, меньше х1(х с.х ), то на выходной вы.вод 15 преобразователя проходит сиг-. : нал Yg с выхода аналогового релейного элемента 4, при х а х с: х < — сигнал

7, при х ах - х > — сигнал Y и т.д.

При x „(х на выходной вывод 15 прохо дит сигнал У <с выхода последнего аналогового релейного элемента 4 + блока 4, На выходы 23 и 24 переключателей аналоговых релейных элементов 4 бло.1 ка 4 подаются напряжения

U = у„,I(E ) + (х - х )Х(Е ) .. где y „ — напряжение на ш-м выходе кодоуправляемого делителя

9 напряжения; х — напряжение на ш-м выходе

Ош кодоуправляемого делителя

10 напряжения (ш = 1,2,..., п+1);

Х(Е ) — единичная функция, равная единице при Ещ)0 и равная нулю при Е (О, I(E )

r(E ) l

E — логический уровень, снимаей мый с ш-ro выхода второго регистра 7.

Выходные сигналы аналоговых релейных элементов (регуляторов) 4 определяются выражением

Y> - U„i(U>) — U„X(U ), где U — логический уровень сигнала, снимаемый с j-го выхода первого регистра 5 °

Таким образом, в зависимости от знака логических уровней управляющих сигналов U и Е,„, снимаемых с выходов регистров 5 и 7, с выхода j-ro аналогового релейного элемента (релятора) 4 1 снимается инвертированный или неинвертированный сигнал уд„(кусочно-ступенчатая аппроксимация m-го участка) или сигнал х-х,„ (кусочнолинейная аппроксимация ш-го участка), 5 1636.849 6

Входная переменная х и выходной сигнал Е „+ с выхода 15 последнего аналогового релейного элемента (релятора) 1,„ преобразователя подаются на первый и второй входы блока 3 вычитания.

C выходов 12-15 снимаются воспроиз- дены блок задания водимые функции Z> = (P (х) с одной, двумя, тремя и до п+1 точками излома и и (или) разрыва.

С выхода 16 снимается функция

Е = х-С +t(z).

Необходимая функция задается пу1 тем установки соответствующих кодовых !5 сигналов, подаваемых на кодовые входы кодоуправляемых делителей напряжения

2, 9, 10 и на входы регистров 5 и 7.

На выходах компараторов. 18 аналоговых релейных элементов (реляторов) 20

1„ формируется код Р»,Р,...,Рп, указывающий, в каком интервале (х, х ° .,) находится в данный текущий момент входная переменная х, Преобразователь также может быть использован для формирования кусочноизломных разрывных функций временного аргумента t. Для этого участки (t „, t ), (t, t z),..., (t „„с,„) вре: менного аргумента t, внутри которых формируемая функция Z(t) описывается заданной функцией y„(t), где i

= 0,1,2,...,и+1, задаются моментами пересечения линейно возрастающего напряжения z(t) = at на информационном входе ll с напряжениями U» (U c ... -П»1, т.е. t = U /а где коэффи3 3 циент а определяет угол наклона линейно возрастающего напряжения. Например, при n=2

Z(t) = у, (t) I(t, -t) I (t <-t) +

+ y<(t)I(t-t»)I(tz-t) + y>(t)I(t—

2) т,е. на участках (- со, t ), (с, t<), . (t, oo) функция 2(t) описывается соответственно заданными функциями

У»(С), у (с) и у (с), В частности, при у, уа, у а(Тмин х акс преобразователь формирует последовательность тестовых импульсов, т.е. может быть использована в качестве универсального драйвера. При у» = y> = О, п=2 преобразователь формирует единичный импульс у на заданном участке (с», t7) и т.д.

Формула изобретения

Многопороговый функциональный преобразователь по авт.св. У 1300507, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, в него дополнительно ввенапряжений, выполненный в виде !

01 (11+1)-х аналоговых релейных элементов, идентичных основным, первые и вторые информационные входы переключателей в каждом из которых соединены между собой, а первые входы компараторов подключены к шине нулевого потенциала,, первый и второй регистры, коммутатор, суммирующий блок, выполненный в виде (N+1) х двухвходовых сумматоров, блок вычитания и три кодоуправляемых делителя напряжения, N выходов первого из которых подключены к соответствующим N шинам задания.порбговых напряжений преобразователя, N+I выходов второго кодоуправляемого делителя напряжения соединены с,(И+1)-ми соответствующими информаци;онными входами коммутатора, другие

0+1 информационных входов которого подключены к выходам соответствующих двухвходовых сумматоров суммирующего блока, первые входы двухвходовых сум маторов которого объединены и соедииены с входом преобразователя, а вторые входы подключены к соответствующим (N+I)-м выходам третьего кодоуправляемого делителя напряжения, вход первого регистра является первым управляющим входомпреобразователя, а

N+1 его выходов соединены с вторыми вхо40 дами компараторов соответствующих .аналоговых релейных элементов блока задания знака формирующих напряжений, выходы переключателей аналоговых релейных элементов которого подключены к соответствующим шинам задающих напряжений преобразователя, вход второго регистра является вторым управляющим входом преобразователя, а N+1 его выходов соединены с соответствующими управляющими входами комму-татара, И+1 выходов которого подключены к объединенным информационным входам переклкчателей соответствующих аналоговых релейных элементов блока задания знака формирующих напряжений, пер. вый и второй входы блока вычитания соединены соответственно с первым и вторым выходными выводами преобразо-: вателя, а его выход является дополнительным выходом преобразователя.