Полигональный аппроксиматор Советский патент 1983 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности/ в генераторах образцовых сигналов, предназначенных для автоматизации контроля метрологических характеристик измерительных средств.

Известен полигональный аппроксиматор, содержащий аналого-циЬровой преобразователь, цифро-аналоговые преобразователи, блок памяти и сумматоры Ij. ..

Недостатком аппроксиматора является сложность перенастройки при воспроизведении, функций с постоянной верхней границей, что обусловле- но необходимостью перепрограммирования блока памяти при смене вида воспроизводимой функции.

Наиболее близким к предлагаемому является полигональный аппроксиматор, содержащий выходной сумматор и аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к выходу аргумента и к аналоговому входу первого цифро-аналогового преобразователя, а выходами - к входам двух блоков памяти, выходы первого из которых соединены с цифровыми входами второго цифро-аналогового преобразователя, подключенного аналоговыми входами к выходам источника опорного напряжения, а выходы второго блока памяти соединены соответственно с цифровыми и знаковыми входами первого цифро-аналогового преобразователя, подключенного выходом к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с выходом -вто10рого цифро-аналогового преобразователя. Первый цифро-аналоговый преобразователь выполнен на регистре памяти и собственно цифро-аналоговом преобразователе с управляемым инвер15тором на входе .

Недостатком известного устройства также является сложность перенастройки при воспроизведений функций с постоянной верхней границей из-за

20 необходимости перепрограммирования блоков памяти при смене вида воспроизводимой функции.

Цель изобретения - упрощение перенастройки аппроксиматора.

25

Цель достигается тем, что в полигональный аппроксиматор, содержащий выходной сумматор и аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к входу аргумента и к аналого30вому входу первого цифро-аналоговоГО преобразователя, а выходами - к входам двух блоков памяти, выходы первого из которых соединены с цифровыми входами второго цифро-аналогового преобразователя, подключенного аналоговыми входами к выходам источника опорного напряжения, а выходы второго блока памяти соединены соответственно с цифровыми и знаковыми входами первого цифро-.аналогово го преобразователя, дополнительно введен сумматор с управляемым коэффициентом передачи, подключенный сигнальными входами к выходам первого и- второго цифро-аналоговых jipep6pa зователей, входом управления коэффициентом передачи - к входу перенастройки аппроксиматора, а. выходом к первому входу выходного сумматора соединенного вторым входом с входом аргументов. Кроме того, первый цифро-аналоговый преобразователь содержит кодоуправляемый делитель напряжения, инвертирующий и неинвертирующий масштабные усилители и ключ, выход и управляющий вход которого являются соответственно выходом и знаковым входом первого цифро-аналогового преобразователя, а сигнальные входы подключены к входам инвертирующего и неинвертирующего масштабных усилителей, соединенных входами с выходом кодоуправляемого делителя напряжения аналоговый и управляющие входы которого являются соответственно аналоговым и цифровым входами первого цифро-аналогового преобразователя. На фиг. 1 изображена блок-схема полигонального аппроксиматора; на фиг.2а.- функция отклонения, S ступенчатая составляющая функции отклонения, {, - линейная составляющая функции отклонения. Полигональный аппроксиматор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, подключенный входом к вхо ду 2 аргумента и к аналоговому входу первого цифро-аналогового преобразоват ля 3, а выходами - к входам двух блоков 4 и 5 памяти. Выходы первого блока 4 памяти соединены с цифровыми входами второго цифро-ана логового преобразователя б, подключенного аналоговыми входами к выходам источника 7 опорного напряжения Выходы второго блока 5 памяти соеди нены соответственно с цифровыми и знаковым входом преобразователя 3. Сумматор 8 с управляемым коэффициен том передачи подключен сигнальными входами к выходам первого и второго преобразователя 3 и б, входом управ ления коэффициентом передачи - к вх ду 9 перенастройки аппроксиматора, а выходом - к первому входу выходно го сумматора 10, соединенного вторы входом с входом 2 аргумента. Первый цифро-аналоговый преобразователь 3 может быть выполнен, например, содержащим кодоуправляемый делитель 11 напряжения, инвертирующий, и неинвертирующий масштабные усилители 12 и 13 и ключ 14. Выход-и управляющий вход ключа 14 являются соответственно выходом и знаковым входом преобразователя 3, а сигнальные входы ключа 14 подключены к выходам инвертирующего и неинвертирующего масштабных усилителей 12 и 13. Входы усилителей 12 и 13 соединены с выходом делителя 11, аналоговый и управляющие входы которого являются соответственно аналоговым и цифровыми входами преобразователя 3. Аппроксиматор работает следующим образом. На вход 2 подается напряжение Ug (представляющее аргумент X воспроизводимой функции), в зависимости от уровня которого на выводах аналогоцифрового преобразователя 1 формируется код, который подается на входы блоков 4 и 5 памяти. При этом функция отклонения формируется на выходе сумматора 8 следующим образом. На каждом из участков полигональной аппроксимации функция отклонения складывается из ступенчатой (фиг. 2 §) и линейной (фиг. 2 6) составляющих. Ступенчатая составляющая формируется из опорного напояжения источника 7 с помощью преобразователя б, а линейная составляющая - из входного напряжения, преобразуемого преобразователя 3. Как следует из фиг. 2, при уменьшении коэффициента наклона -функции отклонения коэффициент передачи делителя. 11 уменьшается, что приводит к уменьшению пьедестала и коь. пенсируется увеличеним ступенчатого напряжения на величину .и т-Кроме того,при изменении знака производной с отрицательного на положительный, необходимо изменять знак линейной составляющей, что достигается переключением выхода ключа 14 с выхода усилителя 12 на выход усилителя 13. При необходимости изменения степени выпуклости воспроизводимой функции (при перенастройке аппроксиматора меняется амплитуда функции отклонения, что достигается изменением управляющего сигнала на входе 9 аппроксиматора. Такое изменение сохраняет положение верхней границы Xyj, , уу, ,фиг. 2) воспроизводимой функции. При воспроизведении функций с отрицательным знаком второй производной необходимо переключить входы сумматора 10, на выходе которого формируется выходные напряжения Ug yаппроксиматора. Такое переключение может быть выполнено, например, с помощью сдвоенного двухпозиционного переключателя, входы которого подключены соответственно к входу 2 аргумента и к выходу сумматора 8, а выходы - к входам сумматора 10. . Таким образом, предлагаемый поли гональный аппроксиматор отличается от прототипа простотой перенастройки, что обуславливает технико-экономическую эффективность его возможного применения, например, в ген раторах образцовых сигналов для исследования динамических характерис тик измерительных средств. Формула изобретения 1. Полигональный аппроксиматор, содержащий выходной сумматор и анал го-цифровой преобразователь, подклю ченный входом к вхрду аргумента и к аналоговому входу первого цифро-ана логового преобразователя, а выходами - к входам двух блоков памяти, выходы первого из которых соединены с цифровыми входами второго цифроаналогового преобразователя, подклю ченного аналоговыми входами к выходам источника-опорного напряжения, а выходы блока памяти соединены соответственно с цифровыми и знаковым входами первого цифро-аналогового преобразователя, отличающи с я тем, что, с целью упрощения перенастройки аппроксиматора, в нег дополнительно введен сумматор -с управляемым коэффициентом передачи, подключенный сигнальными, входами к выходам первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, входом управления коэффициентом передачи - к входу перенастройки аппроксиматора, а выходом - к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с входом аргумента. 2. Аппроксиматор по п.1, о т л ичающийся тем, что первый цифро-аналоговый преобразователь содержит кодоуправляе1Фай делитель напряжения, инвертирующий и неинвертирующий масштабные усилители и ключ, выход и управляющий вход которого являются соответственно выходом и знаковым входом первого цифро-аналогового преобразователя, а сигнальные -входы подключены к выходам инвертирующего и неинвертирующего масштабных усилителей, соединенных входами с выходом кодоуправляемого делителя напряжения, аналоговый и управляющие входы KOTQporo являются соответственно аналоговым ицифровым входами первого цифро-аналогового преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. М., Мир, 1968, т.2. с. 216, рис. 11.31А. 2.Авторское свидетельство СССР 698010, кл. G 06 G 7/26, 1978 (прототип).