п2{ п1

цуру,

Рис. 3.34. Схема дробно-рационального АЦП: а - специализированного; б - универсального.

Недостатком этой схемы является взаимосвязанность и однозначность знаков постоянных коэффициентов Л- и Bj дробно-рациональной функции.

Схема универсального дробно-рационального ФПНК, построенная на основе схемы рис. 3.30, в, показана на рис. 3.34, б. Аналогично можно постро-у у ить компенсационные схе--. .--мы ФПНК с функциональная- l/fy ным декодирующим кусоч-но-квадратнчным или кусочно - дробно - рациональ-

- -------7-

1 ным аппроксиматором в це-пи делителя обратной связи УОР.

В качестве примера на рис. 3.35 показана структурная схема арктангенс-ного кодирующего преобра- зователя. Схема содержит УОР, входное напряжение которого образуется на сумиирующей цепочке, составленной из двух проводимостей

Рнс. 3.35. Схема арктангенсного АЦП.

1-0.0 =

l.Sin.axe

max .

1.8-1-6; -вх- 2,8-

Поэтому напряжение, поступающее на УОР,

Y 4- У вх о

На рис. 3.34, а показана схема функционального АЦП, использующего дробно-рациональную аппроксимацию функций при помощи одной нелинейной цифровой управляемой проводимости, изображенной на рис. 3.30, б.

Усиленное УОР напряжение <упр= А/ус управляет работой генератора цифрового кода ГЦК. На выходе последнего образуется двоичный код Ny, который, с одной стороны является выходной величиной кодирующего преобразователя, а с другой,- поступает на коммутацию разрядных ключей Цифровой управляемой проводимости.

Равновесное состояние схемы описывается выражением

2.8-е.

1.8 -f ey

нз которого следует, что

2.86,-

1,8-0,86 л,-

Это выражение приближается к функции тангенса с методической ошибкой 8<0.3%.

При балансе схемы выходной относительный код

Эту же схему можно использовать для получения арккотангенсной зависимости, если входную проводимость н проводимость обратной связи Ур с поменять местами.

На рис. 3.36 показана схема ФПНК для воспроизведения зависимости вида 6 д, =

Схема содержит УОР, входная проводимость и проводимость обратной СВЯЗИ которого

= 0.5У ах(1-е):

д = 0.51шах-

Напряжение, поступающее на УОР,

Рнс. 3.36. Схема АЦП для функции 6 =

AU = и 0,5F , - i/o 0,5У з, + f/o 0,5У з, - 0.5F,

При балансе схемы (Д1/ 0) на выходе ГЦК появляется двоичный код, изменяющийся по заданной функциональной зависимости

Схемы (рис. 3.35 и 3.36) содержат только линейные управляемые и постоянные проводимости, чем выгодноотличаются от всех других известных схем кодирующих ФП для реализации функциональных характеристик кодирования.

Uy или, В случае необходимости, в виде од-

, ной из импульсных величин ly, fy, N д.

L . Все импульсные НБ имеют множи-

♦ . тельно-функциональную характеристи-

i ку вида у = XiF(x),T.e. непосредственно

г, л /- осуществляют операцию умножения

Рис. 3.37. Схема время-импулы;но. функции F(x) на второй аргумент х без го нелинейного блдка. использования специального множи-

тельного устройства. В общем случае, когда время-импульсный нелинейный блок ВИНБ служит для моделирования функций непрерывных величин - напряжений постоянного тока

иуСФ(их), (3.56)

схема блока представляет собою последовательное включение функционального временного модулятора ФВМ и функционального временного демодулятора ФВД, совместная работа которых синхронизируется при помощи генератора Синхроимпульсов ff, и (рис. 3.37). Временной модулятор служит для нелинейного преобразования входного напряжения Uxx во временной интервал

ZyCФi(Ux, иО- (3-57)

где {/qjjj - опорное напряжение ФВМ.

Временной демодулятор служит для нелинейного преобразования временного интервала Ту в выходное напряжение

и у ~ / зФ, i-zy) = 1/о,Ф, lФi (Ux. t/onl)]- (3-58)

где t/pjj2 - опорное напряжение ФВД.

Требуемая функциональная характеристика (3.56) ВИНБ обеспечивается соответствующим подбором характеристик ФВМ Ф1(их, Uoi) и ФВД Ф (Ту). Наличие временного параметра Ту позволяет технически просто выполнить преобразования время - цифра и цифра >- время , что обеспечивает работу время-импульсного функционального преобразователя ВИФП в вычислительных устройствах комбинированного (цифро-аналогового) типа.

В зависимости от способов выполнения модуляции и демодуляции различают несколько вариантов ВИФП.

ВИФП с широтной модуляцией и усреднением периодических напряжений специальной формы (рис. 3;38). В схеме замкнутого множительно-дели-тельиого устройства на транзисторные линейные импульсные делители напряжения ЛЯД (рис. 3.38, а) подают от генераторов напряжений ГСН периоди-

Рассмотренную методику построения активного ФКП с декодирующими преобразователями в сложной цепи обратной связи одного УОР компенсационной схемы можно использовать для создания кусочно-квадратичной и любой другой аппроксимирующей характеристики.

7. Импульсные функциональные преобразователи

Время-импульсные и частотно-импульсные функциональные преобразователи (нелинейные блоки НБ) служа для воспроизведения функций одной переменной х, заданной в виде либо переменной длительности т прямоугольного импульсного напряжения, либо переменной частоты / кратковременных импульсов 111]:

Выходная величина jf = F(x) может сниматься с НБ в виде напряжения Ug