Функциональный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G06G7/26 

QD СО

N5

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к гибридным устройствам .воспроизведения функций.

Цель изобретения - повышение быстродействия .

На чертеже показана блок-схема функционального преобразователя.

Схема содержит аналого-цифровой преобразователь 1, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 2 и 3, первый сумматор 4, первый вход которого соединен с информационным входом функционального преобразовате- ля через последовательно включенные аналого-цифровой 1 и первый цифроана- логовый 2 преобразователи, а второй соединен с этим входом непосредственно, блок памяти коэффициентов аппрок- симирующего полинома 5, первый умножающий цифроаналоговый преобразователь 6 и алгебраический сумматор 7, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно вто- рого цифроаналогового преобразователя 3 и первого умножающего цифроаналого- вого преобразователя 6, соединенного аналоговым информационным входом с выходом сумматора 4, адресный вход блока 5 соединен с выходом аналого- цифрового преобразователя 1, а его первый и второй информационные выходы подключены к цифровым информационным входам соответственно первого умножающего цифроаналогового преобразователя 6 и второго цифроаналогового преобразователя 3, выход алгебраического сумматора 7 является выходом функционального преобразователя, а также второй 8, третий 9 и четвертый 10 сумматоры, первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 умножители, инвертор 15, второй и третий умножающие цифроаналоговые преобразователи 16 и 17, третий четвертый и пятый цифроаналоговые преобразователи 18- 20, выход первого сумматора 4 соединен с первыми входами второго сумматора 8 и первого умножителя 11 и подключен через инвертор 15 к первому входу второгр умножителя 12 и к аналоговому входу второго умножающего цифроаналогового преобразователя 1б соединенного цифровым входом и выходом соответственно с третьим выходом блока 5 и с первым входом четвертого сумматора 10, выход которого подключен к первому входу четвертого

Ч

10

j2025 30

35

40

45

50

55

умножителя 14, пятый цифроаналоговый преобразователь 20 включен между чет- вертым выходом блока 5 и вторым входом четвертого сумматора 10, второй вход и выход второго сумматора 8 соединены соответственно с шиной 21 опорного напряжения и с вторым входом первого умножителя 11, выход которого подключен к второму входу четвертого умножителя 14, соединенного выходом с третьим входом алгебраического сумматора 7, второй вход и выход второго умножителя 12 подключены соответственно к выходу первого циф- роаналогового преобразователя 2 и к первому входу третьего умножителя 13, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 9,, а выход подключен к .четвертому входу алгебраического сумматора 7, цифровые входы третьего 18 и четвертого 19 цифроаналогового преобразователя и третьего умножающего цифроакалого- вого преобразователя 17 подключены соответственно к пятому, шестому и седьмому выходам блока 5 памяти, а их выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам третьего сумматора 9, аналоговый вход третьего умножающего цифроаналогового преобразователя 17 соединен с информационным входом функционального преобразователя.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Аппроксимирующая функция ((Х) по-, лучается на выходе алгебраического сумматора 7 путем сложения трех составляющих по формуле

(f(X)4(X;)+q(X-Xp+C.X;(X-X;)s(1) где X - входной сигнал, подаваемый

на вход функционального преобразователя;X - низкочастотная составляющая

входного сигнала, проинверти- руемая с выхода первого цифроаналогового преобразователя 2; (Х-Х ) -высокочастотная составляющая

входного сигнала на выходе ; инвертора 15; If(X ) -низкочастотная составляющая

аппроксимирующей функции; Ц(Х-Х-)- высокочастотная составляющая | аппроксимирующей функции; ; С - коэффициент, зависящий от

выбора вида высокочастотной

5161

составляющей аппроксимирующей функции.

В формуле (t) три слагаемых определяют назначение соответственно трех каналов в предлагаемом функциональном преобразователе, низкочастотного, высокочастотного и канала динамической интерполяции.

В качестве низкочастотного канала для получения функции Ц)(Х|) предлагается использовать известный функциональный преобразователь, в котором можно выделить высокочастотную сое- тавляющую входного сигнала (Х-Х{).

Для построения высокочастотного канала С|(Х-Х) воспроизводимую низкочастотным каналом функцию предлагается условно аппроксимировать полиномом третьей степени

К(Х)(КО+А(К1-КО).Х)(Х-1)-X, (2) где КО, К1 и А - коэффициенты аппроксимирующего полинома, подаваемые из блока 5.

Для обеспечения методически точно- го формирования степенных функций, в частности до третьей степени включительно, в течение переходных процессов и на высоких частотах используется канал динамической интерполя

ции. Значение коэффициента С в канале динамической интерполяции определи - ся выбором аппроксимирующего поли л (2) и получается из разложения функции (р(Х) в ряд по формуле

Cj(x)q,(x-Xj)+ (р (х) )x: /2+

+ tf(X) X3/6.(3)

Старшая степень Х| при разложетг-- функции (J) (X) т ряд определяется старшей степенью выбранного аппроксимирующего полинома К(Х) т.е. в данном случае равна 3.

В формуле (3) функция ф(Х) аппроксимируется полиномом К(Х) и путем математических преобразований выделяется низкочастотная составляющая аппроксимирующей функции СР(Х) и получается значение коэффициента С, в данном случае равное

.КО-2-А .() (К1-КО)-Х. (4) В статике и на низких частотах входного сигнала высокочастотный ка

5

случае погрешностью даваемой известным функциональным преобразователем.На средних частотах входного сигнала низкочастотный канал отключается и включается канал динамической интерполяции и высокочастотный канал. В данном случае степенные функции до третьей степени включительно воспроизводятся методически точно.

На высоких частотах работает только высокочастотный канал и погрешность функционального преобразователя определяется выбором аппрокеимирующе- го,полинома К(Х), т.е. методически точно до третьей степени включительно.

Формула изобретения

5

0

0

Функциональный преобразователь, содержащий последовательно.включенные аналого-цифровой и первый цифроанало- говый преобразователи, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, информационный вход функционального преобразователя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя и с вторым входом пер- сум1-гато а8 аягап аическ;тй г .-„ тор, п рвьФ н второй г ходы торот 1 подключены к выходам coorrj e c i второго цифроЈналгг«восо ij- 3Di3OB3 теля и первого умножающего :,нфрОсЧнг. логового преобразователя, оепинтшно- о аналоговык информационным входом и выходом первого сумматора, блок памяти коэффициентов аппроксимирующего полинома, адресный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя,, а его первый и второй информационные входы подключены к цифровым информационным входам соотвечстззенно первого умножающего 5 пкфроанало ового преобразователя

и второго, цифроаналогового преобразователя , выход алгебраического сумматора является выходом преобразователя, ртл и дающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй, третий, четвертый сумматоры, первый, второй, третий и четвертый умножители, инвертор, второй и третий умножающие циф-

5

0

0

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к гибридным устройствам воспроизведения функций. Целью изобретения является увеличение быстродействия за счет применения частотного разделения каналов преобразования. Функциональный преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь 1, первый 2 и второй 3 цифроаналого- вые преобразователи,4 сумматор 4, блок 5 памяти коэффициентов аппроксимирующего полинома, умножающий цифроанало- говый преобразователь 6, алгебраичес- iJi сумматор 7, второй 8t 2 и четвертый 10 сумматоры, первый 1, второй 12, третий 13 и четвертый 14 умножители, инвертор 15, второй 16 и третий 17 умножающие цифроаналоговые преобразователи, третий 186 четвертый 19 и пятый 20 цифроаналоговые преобразователи 20, шину 21 опорного напряжения, 1 ил. i

нал и канал динамической интерполяции 55 роаналоговые преобразователи, третий,

отключаются и погрешность функционального преобразователя в целом определяется погрешностью аппроксимации низкочастотного канала, т.е. в данном

четвертый и пятый цифроаналоговые преобразователи, выход первого сумматора соединен с первыми входами второго сумматора и первого умножителя

четвертый и пятый цифроаналоговые преобразователи, выход первого сумматора соединен с первыми входами второго сумматора и первого умножителя

(И через инвертор подключен к первому входу второго умножителя и к аналоговому входу второго умножающего цифро- аналогового преобразователя, соединенного цифровым входом с третьим выходом блока памяти коэффициентов аппроксимирующего полинома, а выходом - с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока памяти коэффициентов аппроксимирующего полинома через пятый цифроаналоговый преобразователь, выход четвертого сумматора подключен к первому входу четвертого умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а вторйй вход последнего подключен калине опорного напряжения, третий и четвертый входы алгебраического

0

5

0

сумматора соединены с выходами соответственно четвертого и третьего умножителей, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя, а второй вход последнего соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, второй вход третьего умножителя соединен с выходом третьего сумматора, первый, второй и третий входы которого соответственно через третий, четвертый цифроаналоговые преобразователи и третий умножающий цифроаналоговый преобразователь подключены к пятому, шестому и седьмому выходам блока памяти коэффициентов аппроксимации полинома, причем аналоговый вход третьего умножающего цифроаналогового преобразователя соединен с информационным входом преобразователя.