Электронный аппарат для получения функций двух переменных — SU 100891 (original) (raw)
100891 Клясс 42 д, 4 СССР ГГ/), Г ",т иЕ ИЗОБР АВТОРСКОЫУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/Г)ОНП ГМп)Г,71/Птн 1,5 /6 А, Фельдбаум и А. И.,Чанухин ЛЕКТРОННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИЙ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ.7,11;и ясте стн)Г.СС 17 11 ОЕЛМСТОМ ИЗООРСТС 11 ИЯ 51 ВЛЯЕТСЯ ЭЛЕКТР 011 НЫЙ ЯПП 11 РЯТ ДЛЯ ПО.ГУт 1 С ния функций двух переменных, зданных В Виде электрических няпря- ЖСРИЙ, ПРСДГЯЗГГЯЧЕНИЫЙ ДЛ 51 ИСПОЛЬЗОВЯНИЯ 3 БЫт 1 ИСЛИТС:ГЬНО ТСХНИКС Сирс;)ызного действРГя,1 ЛзБС тпые элс 1 стрО)схян 11 сскРГс устроЙстВя для получения ф 5 нкций дВух пс)Г мсн 11 ых Вида 1/ -= / (х 1, Х 2), 1)сялизуоЦис мсхяничсскп или электромсханичсски кусочно-линеш 1 у 1 о аппроксмацию заданной функци;РГерсмеРНым, нс Обеспечивают Досаочой Оыстроты действия и точности работы ввиду замедленной работы мсханпчс. ских частсй и 11)7)1)Спсни 51 ступснчятой яГ 1 п 1)оксимяции.В Описывяс)10 м аппарате Отмсчснпые 11 сдост 11 тк 11 устрянсньГ 1 см, чтО В нем и )имепсны э;Гсктроянные блоки, В том числе множительные олокп с треугольными характеристиками, работаюГцис по время-импульсно)15 т способу и выполненные в виде электронных К.ГОЧСЙ.НЯ фиг. 1 представлен элемент поверхности. ооразусмой функцией ГГ=.-/ (х 1, . я) В трех)ГСПО)1 пространстве на фиг. ) - Ссчени 51 НОВс 1)х 11 осчп по фиг. 1 плоскостями, перпендикулярнымп осям х 1 или хд; на фиг, 3 - скслетная схема описываемого аппарата; на фиг. 4 - графичес 1 Ос изООряжсннс функции ХГ(х); ня фиг. 5 - 1 ряфичсс 1 Ое изоо;)яжеГис ВВГходцой Вличины 1/ в функции хд; на фиг. 6 - схсГа )гОка дев состявлен 110 го из 11 яб)01)ГГ яттснюяторов с хяряктеистРнсями .:1(хз); пя фиг. 7 - графики промежутков времени, в течеИс которых диод 1-го ят тсн 0201) я ОТГсрт и п 1)оп 5 скяет ф 5 нкцию /1 (х 1) на ВыхОЛ схемы; 1 я фиг, 8 - электрическая схема для формирования функций /, 11): на фиг. 9 -электрическая схема для подачи на катоды диодов ЯттенюаторОВ суммы 1 о, + 1)1 х 2.Описываемыи аппарат состоит из блоков т 1 и д рсализуюГцих РГрИГГЦИП Ку сот 5 О-ЛРНСЙНГ)й РГПП 1)ОКСИм 1 ЦИИ фмНКЦИИ 1/ =/ (д 1, хе) ЛВух переменных по ооеим независимым переменным х 1 и х,.,.1,ля реализации нелинейной зависимости по одной из переменных х, в аппарате может быть использован нелинейный функционагп:ГЫРипсобразователь;1 Я диодах или триодно-диодная, хема, состща и.Гдвух усилцтелеи постоянного тока у, и у (см. фиг. 8), на вход которых поступают напряжения х и - х а ца Выходе включен параллельно ряд дополнительных триодных каскадов усиления, вступающих в действие один за другим по мере прохождения переменной х, всего диапазона.Схема для реализации кусочно.лНейной аппроксимации функции по х представляет собой ряд диодиых ключей г)г (см, фиг. 9), управляемых выходным напряжением триггеров Т, (см. фиг. б), включенных через напряжения делителей на усилитель У постоянного тока, на вход которого поступает няцряжение, пропорциональное х.Триггеры возбуждаются пилообразным напряжением периода Т от генератора и вступают в работу один за другим благодаря наличию обратной связи, обрывающейся в конце прохождения каждым триггером своего динамического диапазона.Каждый цз диодных ключей подключен к двум сложчым тршггерамц пропускает иа выходной усилитель одну из функций г,(хг) к, течение части периода Т,При прохождении переменной х каких-либО двух смежных интер.валов относительное время срабатывания клОча изменяется по известному треугольному закону, а среднее значение выходного напряжения суммируюпего усилителя представляет собой кусочно-линейную функцию х).В схеме описываемого аппарата значения двух входных зеличин х, и х 2 в виде электрических напряжений подаются на ьход аппарата путем независимого набора переменных для отдельных точек:х=-= (х,),г+ ггх, г =- 1,2,3 игде г и ( - целые числа, Лх и глх 2 - постояииыс Величины ицтервалоц.В промежутках:Х,.Х, -ХгХ 2,. Х(Х,изменение функций происходит по кусочно-линейноу закону.Функцию у =- /(х 1, х 2) можно представить в трехмерном цростраСтвс с осями г, хг, х, в виде поверхности, составленной из элементов линей. чатых поверхностей Л 5. Точки Лг, Л, Л, ц А, каждого элемента устанавливаются независимо одна от другой, поэтому повсрхцость Л 5 не яв ляется плоской, ибо плоскость определяется лишь тремя точками.Любое сечение изображенной на фиг. 1 поверхности плоскостями. перпсндикулярными Осям х и:и 1 х), дяет кусочно-линейиыс кривыс, 1511- подобие изоораженных иа фиг. 2,Скелетняя схема аппарата изображена па фиг. 3.ВелииНя х представляется в виде электрического напряжения и подается в блок х, , в котором формируется гт функций переменных х 1:(1 (х,), 1;(хг),г(х,), проходящих через блок х 2, составлениьш из нябОра 2 ттенюяторОВ а 1, а 2 до аНа выходе последних получаются уменьшсниьге значения аггг(хг). причем 1 аг 1, Величины Рг суть функции х 2.гНа ВЫХОДЕ Х СХЕМЫ ПрОИЗВЕдсцця а;(Х.гг(хг) Сум; ИруЮтея В ООщуЮ1выходную величину у= Еаг (х,) /г (х), графически;1 зображениую иа)1фиг, 4 в виде треугольников.Каждая из этих функций а;(х 2) отличная от нуля лишь напротяжении дв 1)х смежных интервалоВ Лх 2, и гхг р:.Виа нулю н 2 Всехоста,Ьных интерВаг(ах, В то 11 ксс, обп(еи двух смежным интсрваг 1,1 м, Г.с,11- чина 2, достигает значения 1, в других крайних точках этих интервалов с равна нулю; она изменяется В промежуточных точках по линейному закону.Поэтому выходная величина р, например, при х= (с.,)равна /1(х), При х,= (х,);, функция и, х,. 1, а оссальные и, равны нулю. Г 1 ри х 2= (х,),+Лх, функция с 2(х) =1, и остальные Гк равны нулю,Ве.(ичина у как функция х графически показана па фиг. 5,Внутри каждого из иптерьалов х вьГходняя Всл 11111 на 1 есть сумма двух функцийу - - (х)(х, ) 1- , Г(х 1) 7 .,(х, ),псскольку остальныс с(х,) равны нулю.В этом интервале одна из фуснкций, я именно сс,. усбывает по линейГюму закону, а другая - с. Г - возрастает по тому же закону, в связи с чсм значения Г как функции х, внутри интервала изменяются также по линейному закону, плавно переходя от значения ГГ(х, Г до значения, (х), как это изооражено пнктиром на фиг. 5.Функциял Гх,) является кусочно-линейной Внутри интервалов Лх 1, кяк это изображено в сечении на фиг, 2.Поскольку на вхГ 1 д выходного усил(ггеля передоктся лишь двс функции, то на общий дрейф выходной величины оказывает Влияние 1 олько дрейф двух Выходных 1 ся 1(я Гов оГ)кя х 1 фпг. 3), что уменьшает ГогрспГность аппарата В целом.Блок х; состоит из набора аттепюаторов Г(х.), электрическая разВернутая схема которых изображена на фиг, 6.Верхняя часть схемы содержит диодпые клкЧи О 1, О 2,О, проГускяюшие В своем проводящем состоянии токи, соотГветствуюпНе функциям ГГ (х,), 7(х 1) Г (х), на выходной усилитель У.схемы. УсГ.Гител 11 ,У и У,. являются трехкаскадными усилителямп постоянного тока с боль шим коэффициентом усиления, работающими в режиме глубокой обратной связи. Функции /(х 1) представлены в виде суммы токов, тскупсих пгруппе сопротивлений Р 1, Л 2Я 1.Если диод,О, проводит, а остГГ,Гьныс - нс проводят, тоГ.да груГГпа со. противлений РГГ, ЛГ,ЯоказьГвается приключенноГГ через диод к точГсе А, т. е. к сетке первого каскада усилителя Ъ , Проходящий через сопротивление РОГ ток равен сумме токов, текуших по группе сопротивлений Я, ЯГ,Я 1, и выходное напряжение усилителя У пропорционально г.слпчинс /1(х) и обратно ей по знаку. Так как /1(х); О, то У) О.11 осредствосм потенциометра О, приключенного к источнику постоянного НЯТряжеГпя Ь, можно 11 злГсс 11 ять Вел 1 инъ добЯВочОГО ток 1 , про текяюшего по сопротивлению Й, сдвигая величину Выходного напряжения.Гри Включении диода О, на выход схемы передается напряжени, соотВетствуюшее фГ н 1(ции /2 (х 1), 11 ТГри одноврех 1 еннохГ Включении дио дов О, и О на Выход передается сумма функций 1(хГ и (2(х 1). Диоды открываются лишь В течение части периода 7 при управлении пх Т 11 ИГггерами 7 Т.7 К схеме триггеров 1 Ндают второе из Входных на 11 ряжсни и х 2, присоединенное ерсз сопротивленГГс ЙО 2. Сопротивления ми обратной связи, охватываюшими уси,титель У, служат сопротивления РГ, ЯЯ,присоединенные к анодам триггеров, имеющим потенциалы с 1, Г, .,(7.Выход усилителя У через потенпиометр )с-/1 сн прикгпочен к сетке триггера 7 ь к которой через конденсатор подается периодически изменяемое няпряже 1 ис Г, нс показанное ня схеме, меняющееся с чя1008911стотой = - . причем ь течение периода Т напряжение (,зависит лиТнейно от времени, т. е. является пилообразным,Изменяя выходное напряжение усилителя У, можно изменять и относительное время т момента сраоатывания триггера от нуля до Т. После срабатывания триггера в момент временион остается в этом состоянии до конца периода.В начальный момент следующего периода пилообразное напряжение заставляет триггер скачком переместиться в первоначальное состояние, Выходное напряжение каждого тригтера является периодической функцией времени, имеющей вид прямоугольника.Постоянная составляющая этого напряжения, линейно зависящая от т, подается через фильтр на сопротивление ооратной связи Р,.Примененная схема с ооратной связью обесчечивает в точке В, то есть на сетке усилителя У, поддержание потенциала, близкого к нулю.Изменение среднего значения напряжения первого триггера Уь а, следовательно, и величины его относительного времени срабатывания ть пропорционально изменению х, По мере увеличения х величина времени срабатывания т, убывает от Т до нуля. Когда х доходит до конца первого интервала Лх., величина т = О Дальнейшее небольшое увеличсние х, заставляет выходное напряжение усилителя У увеличиться на. столько, что в работу вступает второй триггер, Когда х, проходит второй интервал, то т убывает от Т до нуля, далее включается в действие третий триггер и т. и.Каждый из диодов присоединен к двум смежным триггерам через двойной, диод Вь Например, диод Р, через сопротивления Рь Р;, Р Г 4 присоединен к потенциалу У, первого анода первого триггера Т, и к потенциалу Г второго анода триггера Т Диод 0 отпирается при срабатывании триггера Т, и запирается при срабатывании триггера Т; остальные диоды работают аналогично,На фиг. 7 заштрихованными участками изображен промежуток времени, в течение которого диод отперт и пропускает функцию (х) на выход схемы. На первом верхнем графике показано положение, при котором триггер Т срабатывает в конце периода Т. При увеличении х в -ом интервале момент срабатывания перемещается к началу периода - как изображено на графиках 2 и 3 фиг. 7, При переходе х, на интервал +1 срабатывает триггер с временем срабатывания ,+, после чего диод запирается, в связи с чем период сокращается, как это изображено на графике 4 и 5. Когда х доходит до интервала с+1, момен ты - и -.,;, совпадают один с другим и диод В, оказывается запергым в течение всего периода.Формирование функцииТ, (х) может производиться с помощью схемы, изображенной на фиг. 8.Усилители У, и У, имеют четное число каскадов. К выходам усилителей подключено еще по каскаду усиления посредством ламп,/7, и ЛьПри изменении величины х, в одном направлении изменяется потенциал точки В, от заданной положительной величины, например, 190 вольт, до нуля. Возможность изменения потенциала ниже нуля ограничивается диодом 0,Потенциал точки Аь увеличиваясь от потенциала 190 вольт, фиксируемого диодом .О доходит до нуля, при котором лампа Лзапирается. Изменения потенциалов точек А, и В, происходят в одном интервале пропорционально изменению величины хь так как эти точки соединены через сопротивления Рои К, обратной связи . входами соответствующих усилителей. С потснциометра П, может быть снято положительное или отрицательное напряжение, характеризуемое ломанойЛЬ 100891- Экривой. Аналогичным образом к усилителям У, и У подключены другие схемы с выходными потенциометрами, включенными между соответ ственными точечками этих схем. Каждая из этих схем вступает в работу в соответствующем интервале изменения величины х,.Снимая с потенциометров в этих схемах напряжения, кривые кото. рых в функции к являются ломаными, можно получить их сумму, являющуюся кусочно-ломаной функцией х,.С помощью электрическои схемы, показанной на фиг, 6 или 9, мож. но получить значения функции одной переменной с квадратичной аппрок. симацией, для чего вместо функции 1,(х,) следует подавать а катоды диодов суммы 11, + З,х где С - постоянные величины, а 3; - постоянные коэффициенты,Набор значений у производят по граничным значениям интервалов изменения х, и х а внутри интервалов прн постоянном значении одной из входных величин д меняется линейно в функции другой величины, обеспечивая .кусочно-линейную аппроксимацию по обеим величинам,Предм ет изобретения1. Электронный аппарат для получения функций двух переменных, состоящий из блока для получения нескольких напряжений, являющих. ся функцией одного переменно о ряда множительных блоков и суммирующего блока, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, в целях увеличения быстродействия и упрощения устройства, множительные блоки сделаны электронными и их характеристики на некотором интервале имеют фор. му треугольников.2. Форма выполнения устройства по п, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения схемы, множительные блоки выполнены в виде электронных ключей и осуществляют умножение время-импульсным способом,)пографпя ЦБТИ Комитета по делам иаооретений и открытий прп Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14. г. Формат Тираж 1000 1 прп Когяитете по д при Совете й Москва, Центр, М.аам пзоорстснийинистров СССРЧеркасский пер., д Объем 0,68 п, л.руо.; с 1.1-61 г.10 коп.ткрытий