Патент ссср 433512

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

СО4иалистических

Республик (11) 433512 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.03.72 (21) 1761227/18-24 с присоединением заявки №(51) М. Кл. G 06) 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий (23) Приоритет(43) -)публнковано 25.06.74 Бюллетень №23 (53) ДК 684.34 (088.8 ) (45) Дата опубликования описания 04,11.75 (72) Авторы изобретения

Г. И. Алексеев и Г. А. Буткин

Институт технической кибернетики (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИ

ЗАДАННЫХ ЦИФРОВЫМ КОДОМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, к устройствам, предназначенным для: аппроксимации функ+ ций, заданных кодами равноотстоящих ор- динат. Результат аппроксимации получается в виде аналогового напряжения.

Известно устройство для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, содержащее регистр кода предыдущих ординат функции и регистр кода последуюших ординат функции, входы которых соединены со входами устройства, а выходы подключены к входам первого и второго цифро-аналоговых множительных блоков, выходы которых соединены с выходом -устройства. И

Однако с помощью этого устройства невозможна аппроксимация знакопеременных функций.

Цель изобретения — увеличение функциональных возможностей устройства. Для 20

;этого оно содержит первый генератор ли нейного напряжения,- выходы которого соединены со. вторым аналоговым входом первого цифро-аналогового множительного блока и третьим аналоговым входом вто- ) 25

2 рого цифро-аналогового множительного блока, и второй генератор линейного напря-, жения, выходы которого соединены с третьим аналоговым входом первого циф- . ро-аналогового множительного блока и вторым аналоговым входом второго цифро- . аналогового блока.

На фиг. 1 показана блок-схема устройся ва для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом равноотстоящих узловых ординат; на фиг. 2 представлена электрическая схема регистра и цифро-аналогового множительного блока, Устройство для аппроксимацйи функци состоит из регистра 1 кода предыдуших ординат функции, регистра 2 кода последу." юших ординат функции, первого 3 и второ- го 4 цифро-аналоговых множительных блоков, йервого 5 и второго 6 генераторов пилообразного напряжения. I

Цифрами 7-15 на чертеже обозначены:, различные входы и выходы: 7 — вход ко- ( да положительной т -й узловой:ординаты

g -го текущего интервала аппроксимации (i = 1, 2, 3,..., т, ); 8 — вход кода поло-, 433512 жительной (Ь -1)-й узловой ординаты р --го интервала аппроксимации;9 — вход В кода отрицательной 1. -й узловой ординаты

I,-го интервала аппроксимации;10 - вход кода отрицательной (-1)-й узловой ор- 5 динаты g -го интервала аппроксимации;

11 - выход,аппроксимированной функции;

12 — второй аналоговый вход первого цифро-аналогового множительного блока 3, на который с выхода генератора линейного напряжения 5 поступает линейно возрастающее напряжение Ц= 0, изменяющееся от нуля (при =О) до максимального значении Ц (при 1 = 1); 13 — третий аналоговый вход первого цифро-аналогового множительного блока 3, на который с выхода генератора линейного напряжения 6 поступает напряжение U>=- 0, ли20 нейно убывающее от нуля (при t = О) до наименьшего значения — Ц (при $ = 1);

14 — второй аналоговый вход второго пирро-аналогового множительного блока 4, на который со второго выхода генератора линейного напряжения 5 поступает линейноубываюшее от Ore до нуля напряжения

U = U (1 — t ); 15 — третий аналого„2 п вый вход второго цифро-аналогового множительного блока 4, на который со второ- ч0

ro выхода генератора линейного напряжения

6 поступает линейно возрастающее от ве.личины U до нуля напряжение U = 0 (3 Ц

Все перечисленные напряжения имеют единичный период (t = 1), равный длитель-35 ности текущего интервала аппроксимации.

Электрическая схема регистров 1 и 2 состоит из триггеров 16-19, а схема цифро-аналоговых множительных блоков 4 и 3 из ключевых схем 20-23 и резисторной 40 декодирующей сетки типа g-2В „состоящей из резисторов 24-31.

Регистр 1 кода предыдуших ординат функции предназначен для приема прямого, I поступающего на вход 7, или инверсного, 45 поступающего на вход 9, кода -й ординаты аппроксимируемой функции и управления цифро-аналоговым множительным блоком 3, к которому подключен своим выходом. 50

Регистр кода последующих ординат функции 2 предназначен для приема прямого (поступающего на вход 8) или инверсного (поступающего на вход. 10) кода (, -1)-й ординаты аппроксимируемой функции и управления цифро-аналоговым множительным блоком 4, к которому подключен своим выходом.

Цифро-аналоговый множительный блок 3 (4) предназначен для преобразования кода,l 60

1 содержащегося в регистре 1 (2), в анало

roBoe напряжение с учетом напряжений, поступающих на его аналоговые входы 12, 13 (14, 15).

11ифро-аналоговый множительный блок

3 (4) аналоговыми входами 12 и 13 (14 и 15) связан с соответствующими выходами генераторов линейных напряжений

5 и 6. Выходы цифро-аналоговых множи . тельных блоков 3 и 4 соединены вместе и связаны с выходом 11 устройства.

Генератор линейных напряжений 5 предназначен для выработки линейно возрастающего от нуля до максимального Ц т зна1 чения напряжения О = Urrrg и линей- но убывающего от g до нуля напряжения

U = (" < ) . Напряжение 01 поступает на вход 12 цифро-аналогового множительного блока 3, а напряжение Ц на вход 14 цифро-аналогового множительного блока 5.

Генератор линейных напряжений 6 предназначен для выработки смещенных линейно убывающего от нуля до-0щ напряжения () = — U g и линейно возрастающего от - О до нуля напряжения

Ц=-U (1 - f ). Напряжение U noЕ m

i ступает на вход 13 цифро-аналогового множительного блока 3, а напряжение на вход 15 цифро-аналогового множительного блока 4.

Резисторная декодирующая сеткв 24-31

I состоит из резисторов двух номиналов: резисторы 24-28 имеют вдвое больший номинал, чем резисторы 29-31.

Резисторная декодирующая сетка 24-31 предназначена для поразрядного деления и суммирования напряжений, поступающих с ключевых элементов 20-23, и подключена своими звеньями (кроме резистора

24) к их выходам.

Верхние по схеме входы ключевых элементов 20-23 соединены со входом

12 (14) цифро-аналогового множительногс блока 3 (4), а нижние — со входом 13 (15). Управляющие входы этих ключей подключены соответственно к единичным выходам триггеров 16-19. Триггер 16 является триггером младшего разряда, а триггер 19 — триггером знакового раз- ряда. Единичные входы триггеров 16-19 составляют вход 7 (8) прямого кода регистра 1 (2); нулевые входы - вход 9 (10) инверсного кода регистра 1 (2).

При необходимости получения выходных

1 напряжений аппроксимированной функции различной полярности, последняя в регист-

433512

1рах 1 и 2 представляется р-разрядным кодом узловых ординат, старший разряд которого используется в качестве знакового разряда.

Рассмотрим работу устройства на про- 5 извольном, например,, -M интервале, изменения аргумента по аппроксимации произвольной функции, заданной кодами величин (t, — 1)-й и 1, -й узловых ординат.

В исходном состоянии в регистре кода 10 предыдущих ординат функции 1 содержится л код 1 -й, а в регистре кода 2 — код (-1)-й ординат аппроксимируемой функции. В зависимости от знака L -и,и

1(1,-1)- ординат возможны четыре случая 15 работы устройства.

1. (/, -1)-я и I, -я узгговые ординаты являются величи ами положительными и в регистрах 2 и 1 представлены соответственно прямыми кодами Г и Г и еди- 20 — 1 ницами в знаковых разрядах.

Напряжение на выходе 11, определяемое как полусумма напряжений с выходов цифро-аналоговых множительных блоков 3 и

4 (при равенстве выходных сопротивлении ! их резисторных декодирующих сеток) запи сывается в следующем виде:

"mt "tn (1-т.

"ВЫХ1 Р Р р Р

1а при -О ЪИХ1=Р;-, " " "ВЫ 1=! I

I т. е. напряжение U является на. вых 1 г,-м интервале интерполирующим.

2. (-1)-я узловая ордината является величиной отрицательной и представлена инверсным кодом Р, а г. -я узловая

1. — 1 ордината — величиной положительной, представленной соответственно прямым кодом

P и единицей в знаковом разряде.

И этом случае напряжение вых Ц .на выходе 11 равное их полусумме, моЮ жет быть записано следующим образом: ц. (-<)"жп qv Pi р Ри является интерполирующйм от значения напряжения, пропорционального (Й -1)-й ординате (при <, = 0) до значения, про50 порционального 1. -й ординате {при 1. =1), 3. (l.-1)-я и г -я узловые ординаты суть величины отрицательные и представлены в регистрах 2 и 1 инверсными кода- 55 ми модулей Р - и Р- и нулями в зна1-1 ковых разрядах.

По а алогйи с 1 и 2 случаями формула

1для напряжения на выходе 11 устройства

1запишется

Utrl (i-5 — Ощ 1—

ВЫХИ1 P < Г

Напряжение U также является

ВЫХ Ц( интерполирующим от значения напряжения, пропорционального величине . (1, -1)-й ор динаты до значения напряжения, пропорционального величине 1. -й ординаты.

4. (1, -1)-я ордината аппроксимируемой функции — величина положительная и представлена в регистре 2 прямым кодом модуля. P и единицей в знаковом разг. -1 ряде, г -я -ордината — величина отрица-! тельная, представленная в регистре 1 ин- 1 версным кодом модуля Р и нулем в знаковом разряде.

Как и для случаев 1, 2 и 3 формула для напряжения на выходе 11 устройства запишется, как

" (< ) 01тт

gp Р„ апряжение LJВ„1Х!у является интер полирующим от значения, пропорционального положительной (p -1 ) -й ординате, до значения напряжения, пропорционального

I отрицательной g -й ординате.

Четырьмя описанными случаями исчер-! пываются возможные варианты представ- ления аппроксимируемой функции значениями узловых ординат. Во всех этих случаях устройством обеспечивается аппроксимация путем линейной интерполяции от предыдущего до последующего ее узловых

Ф значений на каждом -м интервале.

Таким образом, предлагаемое устройство является аппроксиматором произвольных знакопеременных функций.

Предмет изобретения

Устройство для аппроксимации функций, 1 заданных цифровым кодом, содержащее регистр кода предьгдущих ординат функции и регистр кода последующих ординат функций, входы которых соединены со входами уст-, ройства, а выходы подключены соответственно к первым входам первого и второго цифро-аналоговых множительных блоков, выходы которых соединены с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно содержит первый генера тор линейного напряжения, выходы которого соединены со вторым аналоговым вхо- 1 дом первого цифро-аналогового множитель-. ного блока и третьим аналоговым входом

1 второго цйфро-аналогового множительного

433512

Составитель

И.Шелидова

РедактоР 1.1 ончар

Тек ред р.Âàñèëüåâà Корректор А.Дзесова

Заказ, /.

Изд. М gag

Тираж 624

Подписное

ЦНИИГ111 Государственного комитета Совета Мннисгров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

По дпрнятне «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24,блока, и второй генератор линейного напря1 женяя, выходы которого соединены с третьим аналоговым входом первого пифр аналогового множительного блока и вторым аналоговым входом второго цифро-аналогового блока,