Гибридный аппроксиматор функции @ - @ Советский патент 1983 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к авуомати ке и вычи :литепьной технике и может быть использовано в гибридных вычис лительных системах, системах автома тического управления и контроля и т.д. для выполнения кубического пре образования аналоговых сигналов. Известен гибридный функциональны преобразователь, содержащий блок входного г1налого цифрОвого преобразователя,- блок адресации, блок памяти и выходной блок интерполяции ij Недостатком этого функциональног преобразователя, позволяющего, в частности, выполнять кубическое пре образование аналоговых сигналов, является большой объем аппаратурных затрат на реализацию. Известен также кубический функциональшлй преобразователь, сЬдер- жащий группы пороговых элементов, группы ключей, сулнлирующие усилители и узкодиапазонные квадратор и ку батор 2, Недостатком устройства является сложность технической реализа. ции при повьашенных требованиях к то ности аппроксимации. Наиболее близким к изобретению является гибридный аппроксиматор функции , содержащий суммирующ усилитель, выход которого является выходом аппррксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодоупра ляемого делителя напряжения, а вто. рой рход - с шиной .ввода аргумента и с входом аналого-цифрового преобр зователя, подключенного выходами к управляющим входам второго.кодоуправляемого делителя напряжения и третьего кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом источника опорного напряжения,, а выходом - с первым входом второго сутлмкрукщего усилителя, подключенного выходом к сигнальному входу второго кодоуправляемого делителя нгшряжения, соединенного выходом че)ез третий суммирующий уси литель с сигнальным входом первого кодоуправлягемого делителя напряжения З .Недостатком известного устройства является пониженная точность аппроксимации . Цель изобретения - повышение точности аппроксимации. Поставленная цель достигается тем, что в гибридный аппроксиматор функции , содержащий суммирующий усилитель, выход которого является выходом аппроксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодоуправляемого делителя напряжения, а второй вход - с шиной ввода аргумента и с входом аналого-цифрового преобразователя,подключенного выходами к управляющим входам второго кодоуправляемого делителя напряжения и третьего кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом источника опорного напряжения, дополнительно введены четвертый и пятый кодоуправляемые делители напряжения, два.преобразователя, кода и масштабирующий усилитель, подключенный входом к шине ввода аргумента, а выходом.- к сигнальному входу второго кодоуправляемого делителя напряжения, выход которого соединен с сигнальным входом четвертого кодоуправляемого дели.теля напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя, а управляющими входами -. к выходам первого Преобразователя кода и к управляющим входам пятого кодоуправляемого дели.теля напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом третьего кодоуправляемого делителя напряжения, а выходом - с сигнальным входом первого Кодоуправляемого делителя напряжения, подключенного управляю|Щими входами к выходам второго преобразователя кода, соединенного входами с выходами аналого-цифрового преобразователя и с выходами первого преобразователя кода. На чертеже изображена блок-схема гибридного аппроксиматора функции .. Устройство содержит суммирующий усилитель 1, выход которого является выходом 2 аппроксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодо управляемого делителя 3 напряжения, а второй вход - с шиной 4 ввода аргумента и с входом аналого-цифрового преобразователя 5, Преобразователь 5 подключен выходами к управляющим входам второго 6 и третьего 7 кодоуправляемых делителей напряжения. Третий кодоуправляемый делитель 7 соединен сигнальным входом с выходом источника 8 опорного напряжения. Масштабирующий усилитель 9 соединен входом с шиной 4 ввода аргумента, а выходом - с сигнальным входом второго кодоуправляемого делителя 6. Выход делителя 6 соединен с сигнальным входом четвертого кодоуправляемого делителя 10 напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя 1, а управляющими входами - к выходам первого преобразователя 11 кода и к управляющим входам пятого кодоуправляемого делителя 12 напряжения. Делитель 12 соединен сигна.льным входом с выходом третьего кодоуправляемого делителя 7, а выходом - с сигнальным уходом первого кодоуправляемого делителя 3, подключенного управляющими вxoдa и к выходам второго преобразователя 13 кода, соединенного входами с выходами аналого-цифрового преобразователя 5 и с входами первого преобразователя 11 кода. Принцип действия гибридного аппроксиматора основан на том, что непрерывная функция , где а масштабный коэффициент, аппроксимируется полигональной (непрерывной кусочно-линейнойу функцией с постоя ной длиной участков аппроксимации - х; Const. При этом ДХ X уравнение аппроксимирующей полигональной функции для хе|х„,х„, имеет вид у аах Зх.. nf (п+1 )+х-4х . п (п+) (2п+1 где п б ,т - номер текущего участка; m - общее число участков аппрок симации . Для реализации .данного соотношения на суммирующем усилителе 1 суммируются три составлякяцие напряжени .две линейные составляющие, линейно зависящие от входного сигнала, и од на ступенчатая, при этом.величина напряжения на каждом участке аппрок симации определяется только номером ti участка. Ступенчатая составляющая напряже ния формируется путем умножения напряжения источника 8, численно равного величине их, нЬ коэффициенты .передачи кодоуправляемых делителей 7,12 и 3, пропорциональные кодам на их управляющих входах, соответствен равных п, (п+1) и (2п+1). Линейные составляющие выходного напряжения формируются умножением входного напряжения X , масштабированного усилителем 9 с коэффициенто усиления, равным трем.на коэффициенты передачи кодоуправляемых делителей б и 10, пропорциональные кода п и (п+1) на их управляемых входах. Алгебраическая сумма этих напряжений с учетом общего масштабного коэффициента передачи суммирующего усилителя 1, равного численно алх, поступает на выход устройства. . Преобразователи кодов 11 и 13 епрерывно ф.ормируют коды (п+1) и (2п+1) и представляют собой обычые статические двоичные сумматоры. Аппроксиматор работает следующим образом. При отсутствии входного напряжения аргумента линейные и ступенчатые напряжения равны нулю и напряжение на выходе 2 отсутствует. При поступлении входного напряжения на шину 4 аналого-цифровой преобразователь 5 осуществляет определение номера И участка аппроксимации в зависимости от величины этого входного сигнала. Шаг дискретизации преобразователя 5 выбирается равным дх. Код П подается на управляющие входы кодоуправляемых делителей 7 и 6 напряжения и одновременно на входы преобразователей 11 и 13 кодов. Преобразователь 11 кодов производит добавление единицы к коду h и управляет коэффициентом передачи кодоуправляемых делителей 12 и 10, а преобразователь 13 кода производит умножение кода и на два (сдвиг влево на один разряд) и добавление единицы. Выходной код преобразователя 13, равный (2h+l), используется для управления коэффициентом передачи кодоуправляемого делителя 3. В пределах одного участка аппроксимации ступенчатая составляющая выходного сигнала остается постоянной, а линейные составляющие изменяются в соответствии с изменением входного сигнала. В момент прохождения входным сигналом X узлового значения Д ХП изменяются скачком ступенчатая составляющая и первая линейная составляющая, однако их сумма не изменяется, и напряжение на выходе 2 интерполирует функцию рт п-го узла к (п+1)-му узлу. Таким образом, изобретение позвопяет повысить точность аппроксимации за счет использования полигонального характера приближения вместо кусочно-ступенчатого.

ГИБРИДНЫЙ АППРОКСИМАТОР ФУНКЦИИ , содержащий суммирующий Усилитель, выход которого является выходом аппроксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодоуправляемого делителя напряжения, а второй вход - с шиной ввода аргумента и с входом аналого-цифрового преобразователя, подключенного выходами к управляющим входам в,торого кодоуправляемого делителя напряжения и третьего кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом источника опорного напряжения, отличающийся 4 тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него дополнительно введены четвертый и пятый кодоуправляемые делители напряжения, два преобразователя кода и масштабирующий усилитель, подключенный входом к шине ввода аргумента, а выходом к сигнальному входу второго кодоуправляемого делителя напряжения, вы-ход которого соединен с сигнальным входом четвертого кодоуправляемого делителя напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя, а управлякяцими входами - к выходам первого преобразователя кода и к управляющим входам пятого кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным (Л входом с выходом третьего кодоуправляемого делителя напряжения, а выходом - с сигнальным входом первого кодоуправляемого делителя напряжения, подключенного управляющими входами к выходам второго преобразователя кода, соединенного входами с выходами аналого-цифрового преобразователя И с входами первого преобразователя кола.