Гибридный функциональный преобразователь Советский патент 1984 года по МПК G06G7/26 G06J3/00 

Изобретение относится к. автомат ке и гибридной вь числительной технике, в частности к устройствам, аппроксимирукщим функции с одним аргументом, параметры аппроксимаци которых хранятся в цифровой форме. Известен гибридный функциональный преобразователь, содержащий бл управления, цифроаналоговый преобразователь, блок задания кодов, распределитель, сумматоры, запомин щие элементы, дискретный делитель напряжения, генераторы сигналов, блок выделения временного интервала и выходной масштабный преобразователь l . Известен также гибридный функци ональный преобразователь, содержащ блок памяти, аналого-цифровой прет образователь, управляемый инвертор сумматор по модулю два, цифроанало говые преобразователи и регистры памяти 2 . Недостатком данных преобразовате лей является ограниченность области их применения. Наиболее близким к предлагаемо му является гибридный функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь. подключенный входом к шине аналого вого ввода аргумента и к первому сигнальному входу переключателя, соединенного выходом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу первого счетчика и к первому информационному входу блока памяти, а выходом к первому входу выходного сумматор соединенного вторым входом с выход второго цифроаналогового преобразо вателя, подключенного цифровым вхо дом к выходу второго счетчика и к второму информационному входу блок памяти, соединенного адресным входом с выходом третьего счетчика и с входом блока индикации, управляю щим входом - с ииной управления режимом работы гибридного функционального преобразователя и с управ ляклдими входами счетчиков, а выходами - с установочными входами пер вого и второго счетчиков, причем счетные входы счетчиков подключены к шине ввода счетных импульсов, а третий счетчик соединен установочным входом через группу элементов И с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходом знакового разряда - с первым входом сумматор по модулю два, подключенного вторым входом к выходу знакового разряда первого счетчика, а выходом к управлянадему входу переключателя подключенного вторым сигнальнь входом через инвертор к шине аналогового ввода аргумента У . Недостатком известного устройства является также ограниченная область применения, так как он выполняет функциональное преобразование сигнала аргумента, представленного только в аналоговой форме. Цель изобретения - рас1чирение области применения за счет преобразования цифрового аргумента. Поставленная цель достигается тем, что в гибридный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к шине аналогового ввода аргумента гибридного функционального преобразователя и к первому сигнальному входу переключателя, соединенного вых.одом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, подклю нного цифровым входом к выходу первого счетчика и к первому информационному входу блока памяти, а выходом к первому входу вьтходного сумматора, соединенного вторым входом с выходом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу второго счетчика и к второму информационному входу блока памяти, соединенного адресным входом с выходом третьего счетчика и с входом блока индикации, управляющим входом г- с шиной управления режимом работы гибридного функционального преобразователя и с управляющими входами счетчиков, а выходами - с установочными входами первого и второго счетчиков, причем счетные входы счетчиков подключены к шине ввода счетных импульсов, дополнительно введены коммутатор, регистр и третий цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с вторым сигнальным входом переключателя, цифровым входом старших разрядов - с выходом третьего счетчика, а цифровьом входом младших разрядов - с выходом регистра, подключенного информационным входом к младшим разрядам шины цифрового ввода аргумента, а управляющим входом - к шине выбора типа аргумента, управляющему входу переключателя и к управлявшему входу коммутатора, соединенного первым информационным входом со старшими разрядами шины цифрового ввода аргумента, вторым информационным входом - с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходом - с установочным входом третьего счетчика. На фиг, 1 представлена блок-схема гибридного функционального преобразователя; на фиг.2 - график воспроизводимой функции для режима его настройки. Гибридный функциональный преобра зователь (фиг.1) содержит аналогоцифровой преобразователь 1, подключенный входом к шине 2 аналогового ввода аргумента и к первому сигналь ному входу переключателя 3, соедине ного выходом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразов теля 4. Преобразователь 4 подключен цифровым входом к выходу первого 5 и к первому информационному входу блока 6 памяти, а выходо к первому входу выходного сумматора 7, соединенного вторым входом с выходом второго цифроаналогового преобразователя 8. Преобразователь 8 подключен цифровым входом к выходу второго счетчика 9 и к второму информационному входу блока 6 памяти, соединенного адресным входом с выходом .третьего счетчика 10, и с входом блока 11 индикации, управляющим входом - с шиной 12 управления режимом работы функциональ ного преобразователя и с управляющими входами счетчиков 5, 9 и 10,а выходами - с установочными входами первого и второго счетчиков 5 и 9. Счетные входы счетчиков 5,9 и 10 подключены к шине 13 ввода счетных импульсов. Третий цифроаналоговый преобразователь 14 соединен выходом с вторым сигнальным входом переключателя 3, цифровым входом старших разрядов - с выходом счетчика 10, цифровым входом младших разрядов - с выходом-регистра 15. Регистр 15 подключен информационным входом к млад1-1им разрядам шины 16 цифрового ввода аргумента, а управляющим входом - к шине 17 выбо ра типа .аргумента и к управляющему входу переключателя 3 и коммутатора 18. Кокмутатор 18 соединен первым информационным входом со старшими разрядами шины 16, вторым информационным входом - с выходом аналого-цифрового преобразователя 1 а выходом - с установочным входом счетчика 10. Аналоговые входы каждого из преобразователей .8 и 14 под ключены к шинам разнополярных опорных напряженийi UQ . Коммутатор 18 может быть выполнен, например, на группах элементов И 19. и 20 и ИЛИ 21 и инверторе 22. Гибридный функциональный преобра зователь имеет два основных режима работы: настройки (программирования) и рабочий. Рабочий режим в зависимости от функционального назначения устройства выполняется в операционных режимах ввода аналогового и цифрового аргументов восгЯ оизврдимых функций. В режиме настройки на шине 12 .управления режимом работы действует Он переводит блок 6 памяти в режим записи кодов, настраивает счетчики 5, 9 и 10 на режим счета импульсов. При этом счетчик 10 не реагирует на информацию, поступаю щую на его установочные входы с выхода коммутатора 18. Режим настройки иллюстрируется графиком на фиг. 2. Пусть i (х) - подлежащая моделированию исходная функциональная зависимость, определенная на отрезке о,,,Разбиваем его на 2 равных частей, где С - разрядность аналого-цифрового преобразователя 1. Производим аппроксимацию исходной функции отрезками прямых. Уравнение аппроксимирующей прямой на 5 интервале аппроксимации при ) -1,2,...,2 записывается в форме аффинного уравнения ijlx1 , Xjtx -j Целью настройки является формирова нне цифровых значений параметров иЬ; аппроксимирующей прямой для каждого интервала аппроксимации аргумента. Перед режимом настройки выполняется стирание информации в блоке 6 памяти и обнуление всех счетчиков. Обнуление счетчика 10 равносильно записи в него кода, соответствующего первому интервалу аппроксимации. Выполнение настройки осуг ествляется последовательно для каждого интервала аппроксимации. Так, на j -и интервал по шине 13 ввода счетных импульсов поступают счетные импульсы на счетный вход счетчика 9 до накопления в нем такого кода, при котором в соответствии „изменением напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 8 и на выходе выходного сумматора 7 от нулевого до напряжения Uа-j г будет соответствовать коэффициенту О ; Затем подача счетных импульсов на счетный вход счетчика 9 прекра1пается и начинается подача счетных импульсов на счетный вхбд счетчика 10, в котором формируется (накапливается) код, соответствующий узловому эначениюХj. -го аргумента, после чего очередной подачей счетных импульсов на счетный вход счетчика 5 добиваются соответствия значения аппроксимируемой функции (при соответствуылем изменении напря жений на выходах цифро-аналогового преобразователя 4 и вьссодного сумматора 7) значению аппроксимирующей функции в узлеки. В счетчиках 5 и 9 оказьшаются сфог иированными коды параметров аппроксимации, соответствующие требуемым коэффициентам bj и O.J для интервала j 1. Эти коды переписываются по соответствукщему адресному входу от счетчика 10 в блок б памяти. Для других интервалов аппроксимации процедура настройки аналогична и повторяется.. При формирова НИИ в счетчиках 5, 9 и 10 требуе-мых значений кодов эти счетчики мо гут работать как в режиме суммирования, так и вычитания импульсов, режимы при этом Зсщаются подачей управвя1ацих сигналов по цепям упра ления реверсом (не показаны). Процедура настройки на отдельных интервалах аппроксимации может измениться в зависимости от формы за дания параметров и самого значения функции.- В режиме настройки номер интервала аппроксимации дешифрируется и выводится для визуального , контроля оператором на блок 11 индикации. Перед началом рабочего режима определяют вид истйчника (например, датчиков) информации и характер представления в нем аргумента воспроизводимой функции. Причем в случае подключения к шинам 2 и 1 аналогового и цифрового ввода аргументов многоканального аналогово или дискретного коммутаторов,гибри ный функциональный преобразователь способен принимать и обрабатывать информацию от нескольких источников. Рассмотрим рабочие операционные режимы ввода аналогового и дискрет ного аргументов. Аргумент воспроизводимой гибрид функциональным преобразователем функции представлен в аналоговой форме. Операционный режим ввода аналог вого аргумента характеризуется наличием нулевого логического сигнала на шине 17. На шину 12 управлен режимом работы подается 1 пере дящая блок 6 памяти из режима записи в режим считывания кодов и за прещающая подачу счетньк импульсов с шины 13 ввода счетных импульсов на счетчики 5,. 9 и 10, переводя их в режим трансляции параллельных кодов (настраивая счетчики в регис ровую структуру). При этом счетчик 10 получает возможность реагироват на информацию, поступакшую на его установочные входы с выхода коммутатора 18. Входное аналоговое напряжение и X с шины 2.подается на аналогоцифровой преобразователь 1, в кото ром преобразуется в код номера имтервала аппроксимации и поступает на первый информационный вход комм татора 18. Прохождение кода через группу элементов И 20 разрачает проинвертированный с О в 1 инв тором 22 сигнал с шины 17. Группа элементов ИЛИ 21 разрешает прохождение цифрового кода, который по установочным входам записьшается в счетчик 10, являвшийся адресным по отношению к блоку памяти 6. Выходы разрядов этого счетчика воздействуют на адресные входы блока 6 памяти, из которого осуществляется выборка кодов коэффициентов аппроксимации для соответствующих интервалов таким образом, что и код начальной ординаты вместе со знаком и код углового коэффициента со своим знаком записываются соответственно в счетчики 9 и 5 через их установочные входы. Эти коды управляют работой цифроаналоговых преобразователей Б и 4, напряжения с выходов которых суммируются на выходном сумматоре 7. Его выходное напряжение равно yi,.iUo(N«ltA(Nb.). IU, где(На)- коэффициент передачи преобразователя 8, линейно зависящий от значения кода NCI в счетчике 9; /( коэффициент передачи преобразователя 4, линейно зависящий от значения кода Н|, в счетчике 5. Знаки суммируемых напряжений определяются знаками кодов, управляющих первым и вторым цифроаналоговыми преобразователями. При этом на аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 4 в результате соответствующей коммутации переключателя 3 подается с шины 2 знакопеременное (в общем случае) напряжение аргумента. Формирование других интервалов аппроксимации происходит аналоги о. В связи с тем, что выход цифроаналогового преобразователя 14 отключен от аналогового входа цифроаналогового преобразователя 4, его выходное напряжение в этом операционном режиме не оказывает влияния на процесс преобразования. Аргумент воспроизводимой функции представлен в цифровой форме. Операционный режим ввода цифрового аргумента характеризуется наличием 1 на шине 17. При этом предполагается, что на шину 12 управления режимом работы также подана l обуславливающая рабочий режим. Цифровой код Мд аргумента воспроизводимой функциональной зависимости с шины 16 поступает на коммутатор 18 и регистр 15, на управляющие входы которых подана с шины 17 ,. Младшие разряды кода фиксируются в регистре 15 и управляют работой,

ГИБРИДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ,- содержащий аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к шине аналогового ввода аргумента гибридного функционального преобразователя и к первому сигнальному входу переключателя, соединенного выходом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу первого счетчика и к первому информационному входу блока памяти, а выходом - к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с выходом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу второго счетчика и к второму информационному входу блока памяти, соединенного адресным входом с выходом третьего счетчика и с входом блока индикации, управляющим входом-- с шиной, управления режимом работы гибридного функционального преобразователя и с управляющими входами счетчиков, а выходами - с установочными входами первого и второго счетчиков, причем-счет.ные входы счетчиков подключены к шине ввода счетных i-липульсов, отличающийся тем, что, с целью .расширения области применения за счет преобразования цифрового аргумента, в него дополнительно введены коммутатор, регистр и третий i цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с вторым .сигналь(Л ным входом переключателя, цифровым входом старших разрядов - с выходом третьего счетчика, а цифровым . . входом младших разрядов - с выходом регистра, подключенного информационным входом к младшим разрядам шины цифрового ввода аргумента, а управляющим входом - у шине выбора типа аргумента, управляющему входу переключателя и к управляющему входу коммутатора, соединенного перч вым информационным входом со старз:) шими разрядами шины цифрового ввода аргумента, вторым информационX) ным входом - с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходом с установочным входом третьего счет00 чика .