ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

— устройство для образования заданных функций одного или нескольких аргументов. По характеру физ. величин, изображающих аргументы и ф-цию, различают П. ф. мех., гидравлические, электронные, фотоэлектронные и т. п. По способу представления величин П. ф. подразделяются на цифровые и аналоговые, по возможности перестройки с одной ф-ции на другую — на универсальные и специализированные. Наибольшее распространение получили электронные П. ф. ф-ций одного аргумента, в которых в качестве нелинейных элементов используют диоды или стабилитроны (см. Диод полупроводниковый). Реализуемые ф-ции чаще всего воспроизводятся методом кусочно-линейной аппроксимации:

причем если . Первое слагаемое (1) образуется с помощью источника напряжения или тока, пропорциональных второе — с помощью делителя напряжения

или тока. Для реализации суммы используется комбинация диодных или стабилитронных чеек. Два типа таких ячеек приведены на рис. 1. Изменяя знаки входного и смещающего напряжений и полярность включения нелинейных элементов, можно получить кусочнолинейные составляющие реализуемой ф-ции, расположенные в любом из четырех координатных квадрантов. Так, напр., для ячейки (рис. 1, а) при и действии на входе напряжения получим

и реализуемая ячейкой ф-ция расположена во втором квадранте. Для получения стандартного по уровню и по мощности сигнала на выходе П. ф. обычно ставят усилитель постоянного тока. Схема построенного на диодно-резисторных элементах (см. рис. 1, б) П. ф. для четных ф-ций типа параболы показана на рис. 2. Диоды, вжлюченные на входе, обеспечивают четность реализуемой ф-ции. Путем включения диодного П. ф. в схему преобразователя линейного обратимого можно получить обратимый П. ф. На рис. 3 показана схема обратимого П. ф. для реализации зависимости При подаче входного напряжения для суммирующей точки усилителя будет справедливо выражение откуда

Если в качестве входного сигнала использовать напряжение , то

В электроннолучевых П. ф. также применяется несколько способов реализации функциональных зависимостей. Один из них предполагает использование непрозрачного шаблона по виду ф-ции, который накладывается на экран электроннолучевой трубки. Напряжение горизонтальной развертки устанавливают пропорциональным аргументу ф-ции. Напряжение вертикальной развертки формируется спец. фотоэлектронной следящей системой таким образом, чтобы световое пятно оставалось на границе шаблона. Это напряжение пропорционально высоте шаблона и, следовательно, изображает реализуемую ф-цию. При втором способе используется непрозрачная маска с прорезью по форме реализуемой ф-ции. Напряжение горизонтальной развертки пропорционально аргументу ф-ции. На вертикальные отклоняющие пластины подается пилообразное напряжение. Временная задержка импульса фотоэлектронной системы относительно момента начала развертки будет пропорциональна ординате реализуемой ф-ции. Выходной сигнал может быть получен в цифровой или аналоговой форме после соответствующего преобразования временного интервала в цифровой код или напряжение. Реализация ф-ций нескольких независимых переменных с помощью П. ф. связана со значительными затруднениями. Наибольшее распространение получили П. ф. двух переменных. В электроннолучевых П. ф. двух переменных используются полупрозрачные фотошаблоны, оптическая плотность которых соответствуют ординатам реализуемой ф-ции.

1. Типы диодных ячеек.

2. Схема функционального преобразователя для четных функций типа параболы.

3. Схема обратимого функционального преобразователя.

Напряжения горизонтальной и вертикальной разверток устанавливаются пропорциональными аргументам ф-ции. Выходным сигналом П. ф. является напряжение усилителя фотоэлектронной системы.

Погрешности большинства П. ф. лежат в пределах от десятых долей до единиц процентов. Повышение точности П. увеличение гибкости перестройки, автоматизация ввода и вывода информации осуществляются при помощи цифровых П. ф. Включением сопротивлений цифровых управляемых в схемы диодных П. ф. можно превратить эти схемы в цифровые управляемые П. ф. Другие типы цифровых П. ф. основаны на использовании запоминающих устройств для хранения опорных ординат ф-ций и интерполяционных устр-в для вычисления значений ф-ций в интервалах между опорными ординатами. П. ф. широко применяют в схемах аналоговых вычислительных машин, гибридных вычислительных

машин, в системах автоматического управления и регулирования, в устройствах предварительной обработки информации и т. д.

Лит.: Кобринский Н. Е. Математические машины непрерывного действия. М., 1954 [библиогр. с. 444—447]; Смолов В. Б. Диодные функциональные преобразователи. Л.. 1967 [библиогр. с. 133-134]; Гинзбург С. А. Математическая непрерывная логика и изображение функций. М., 1968 [библиогр. с. 132—134]; Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. Пер. с англ., ч. 1-2. М., 1967- 68 [библиогр. ч. I. с. 453-456]. В. В. Васильев.