Устройство для аппроксил1ации функций, заданных цифровым кодом

1н 4I 9920

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Завис!! !Ос о! ilI>T. ен!!детелы".! вa (22) Заявлено 10.02.72 (21) 1747226/18-24 (51) М. Кл. G 06! 3!00 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. 1эю !летень М 10

Дата опубликования описания 21.08.7-1

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытий (53) Ъ ДК 681.34(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Алексеев и Г. А. Буткин

Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИЙ, ЗАДАННЫХ ЦИФРОВЫМ КОДОМ

Устройство предназначено для кусочно-линейной аппроксимации произвольных функций, заданных цифровым кодом равноотстоящих ординат. Задание аргумента возможно как в аналоговом, так и в цифровом виде.

Результат аппроксимации получается в виде аналогового напряжения.

Известно устройство для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, содержащее приемный и дополнительный регистры, выходы которых присоединены к первым входам соответственно первого и второго цифро-аналогового множительного блока, у которых вторые входы подключены ко входам аргумента устройства, а их выходы соединены с выходом устройства, первый вход приемного регистра присоединен ко входу ординат функции устройства, а второй его вход через последовательно включенные две линии задержки соединен со вторым входом дол ол нител ьн ого регистр а.

Известное устройство обладает существенным недостатком — лизкой точностью воспроизведения аппроксимируемых функций в моменты смены кодов ординат в регистрах цифро-аналоговых множительных устройств. Это объясняется наличием выбросов напряжения аппроксимированной функции.

Предложенное устройство, с целью повышения точности работы, содержит схему сравнсния, два входа I oTopoll подкл!Очсны сооТветственно ко входу порогового н апряжения и входу аргуме:!та устройства, à ее выход соединеH со вторым входох! дополнительного регистра и входом первой линии задержки, и блок совпадения, первый вход которого подключен к выходу приемного регистра, второй вход — к выходу первой линии задержки, а выход соединен с первым входом донолни10 тельного регистра.

На чертеже пок-зана функциональная схема устройства для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, состоящая из приемного регистра 1, дополнительного регистра

1б 2, цифро-аналоговых множительных блоков 3 и 4, блока совпадения 5, схемы сравнения 6 и линий задержки 7 и 8. Цифрами 9 и 10 обозначены входы аргумента устройства синфазной и противофазной составляющих пилооб20 разного напряжения аргумента. Цифрами 11 и 12 обозначены вход ординат аппроксимируемой функции и выход устройства, на котором получается результат аппроксимации в виде аналогового напряжения. Цифрой 13 от2б мечен вход порогового напряжения U„»» сравнивающего устройства 6.

Приемный регистр 1 предназначен для приема параллельного кода ординат аппрокснмнруемой функции, передачи в дополнительный

30 регистр 2 содержащегося в нем кода преды419920

P (xi) 2Р напряжение U> на выходе цифро-аналогового множительного блока 4 изменяется соответственно выражению:

u,=и.„(т — ) Р(x;-i) (2) где Т вЂ” интервал между со седними узловыми значениями аппроксимируемой функции, а надущсго значения анпрокснмирусмой функции в моменты поступления каждого последующего значения кода и управления цифро-аналоговым множительным блоком 3, Своим входом приемный регистр 1 соединен со входом ординат 11 устройства, а выходом подключен к соответствующим входам цифро-аналогового множительного блока 3 и блока совпадения 5.

До полнительный регистр 2 предназначен для приема кодов, поступающих из приемного регистра 1 через блок совпадения 5, и управления цифро-аналоговым множительным блоком 4.

Цифро-аналоговые множительные блоки 3 (4) предназначены для умножения синфазной и противофазной составляющих на пряжения, поступающего на входы 9 и 10, на код, содержащийся в регистре 1 или 2. Выходы цифро-аналоговых множительных блоков 3 и 4 соединены вместе и с выходом устройства 12.

Схема сравнения 6 предназначена для сравнения противофазного пилообразного на пряжения У„с установленным пороговым HBIIIpBжением >пор, подаваемым на вход 13, и выработки сигнала в момент достижения равенства указанных на пряжений.

Линия задержки 7 предназначена для задержки сигналов с выхода схемы сравнения

6 на время, определяемое длительностью переходных процессов в дополнительном регистре 2, имеющих место в момент ° o становки в нулевое состояние.

Назначение линии задержки 8 — задержка импульса с выхода линии задержки 7 на время, определяемое переходными процессами в блоке совпадения 5, возникающими в момент опроса последней.

Работа устройства, показанного на чертеже, на произвольном, например i-м, интервале изменения аргумента происходит следующим образом.

В исходном состоянии в регистрах 1 и 2 содержатся соответственно коды Р(х;) и Р(х; i), пропорциональные значениям (-й и (с — 1) -й узловых ординат аппроксимируемой функции, а на вход 13 подано пороговое напряжение

Unopen близкое по уровню к нулевому.

При возрастании синфазной U, и убывании противофазной У„составляющих пилообразного напряжения аргумента напряжение Ui на выходе цифро-аналогового множительного блока 3 изменяется согласно формуле: пряжение U„,„,, на выходе 12 равно сумме этих составляющих: (g)

U„,„— U,„„Ò вЂ” т — + — t (Р (Ni) P (х — r1) °

5 (3)

Когда напряжение У„достигает значения

U,ð, то схема сравнения 6 вырабатывает c»гнал Ui,, по которому дополнительный регистр

10 2 устанавли|вается в нулевое состояние. Поскольку величина U«i, выбрана близкой к нулевому значению, то и противофазная составляющая на пряжения (U„) в это время будет близка к нулевому значению. Очевидно, ве15 личина выходного напряжения U„,, определяется величиной U, т. е.:

U,„„=U,=U,„ t . . (4)

С пустя время, определяемое параметрами линии задержки 7, импульсом с ее выхода производится oinpoc блока совпадения 5. В результате этого опроса в регистр 2 с выходов блока совпадения 5 поразрядно заносится код

Р(х;). При этом напряжение Ui стремится к

О, поскольку в выражении (2) сомножитель (Т вЂ” 1) стремится к О, хотя значение кода в регистре 2 и стремится к Р(х;).

Когда в регистре 2 установится код P (x;), но Ui — О, ибо U, = О, то напряжение на выходе 12 устрой|ства точно равно на пряжению

U>, т. е.:

U,„„=U,=U,„Ò

2Р

Затем начинается обратный код пилообразных на пряжений аргумента U, и U.

В это время в обоих регистрах содержатся одинаковые коды Р(х;), При условии равенства величин внутренних сопротивлений гене4р ратора У, и У, а также равенства выходных сопротивлений цифро-аналоговых множительных блоков 3 и 4, форма задних фронтов напряжений U, и У„сохраняется одинаковой и противоположной по фазе. Очевидно, что в

45 этом случае напряжение на выходе устройства:

+ P(xi) + P(xi)

Вых 1 2 с 2Р 2Р (сложение алгебраическое), сохранится про порциональным ординате Р(х;).

В момент конца -го интервала аппроксимации на выходе линии задержки 8 вырабатывается сигнал, устанавливающий приемный регистр 1 в нулевое состояние. Поскольку напряжение U, = О и Р(х;) -«-О, то напряжение на выходе ци фро-аналогового множительного блока 3 тоже будет близким к нулю. Поэтому выходное напряжение устройства определяется напряжением U, т. е.:

u,„„=-u,=u (т — )р() .

Ф

После установки приемного регистра 1 в нулевое состояние на вход 11 поступает код

65 Р(х;+1) очередной (i+ 1)-й узловой ординаты

419920

Предмет изобретения

Составитель О. Сахаров

Техред T. Курилко

Редактор Б. Нанкина

Корректор Н. Стельмах

Заказ !873/12 Изд. № 1374 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 аппроксимируемой функции. При этом напряжение на выходе 12 будет интерполирующим от значения, пропорционального коду Р (х;), к значению, пропорциональному коду Р(х;+1).

Итак, на (i+,1)-м и последующих интервалах работа устройства полностью аналогична описанной.

Анализ работы предлагаемого аппроксиматора показывает, что «выбросы» выходного на пряжения в предложенном устройстве практически отсутствуют. Это .позволило существенно повысить точность воспроизведения ainпроксимируемых функций при сохранении всех преимуществ прототипа.

Устройство для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, содержащее приемный и дополнительный регистры, выходы которых присоединены к первым входам соответс1вснно первого и второго цифро-аналогового множительного блока, у которых вторые входы подключены ко входам аргумента устройства, а их выходы соединены с выходом устройства, первый вход приемного регистра ,присоединен ко входу ординат функции устройства, а второй его вход через последовательно включенные две линии задержки соединен со вторым входом дополнительного ре10 гистра, о тл ич а ю щеес я тем, что, с целью повышения точности работы, оно содержит схему сравнения, два входа которой подключены соответственно ко входу порогового напряжения и входу аргумента устройства, а ее

ТЗ выход соединен со вторым входом дополнительного регистра и входом первой линии задержки, и блок совпадения, первый вход которого подключен к выходу приемного регистра, второй вход — к выходу первой линии за2о держки, а выход соединен с первым входом дополнительного регистра.