УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИЙ, ЗАДАННЫХ ЦИФРОВЫМ КОДОМ Советский патент 1972 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

Предлагаемое устройство может иаити применение в вычислительной тех.ниКе для кусочПо-л;цней,ной аппроксимаиии функций, задавае.мы.х параллельными кодами, следующпми через равные промежутки изменения аргумента, с представление м результата а плроксимацип в ачгалогоБОМ виде.

Р1звест.ные апярокоимирующие устройства, содержащие дешифратор с аналого-цифровым преобразователем, генератор импульсов и линии задержки, не обеспечивают достаточно высокой точности аипроксид1а ции, так как в них аппроксимация осуществляется кусочно-линейной функцией с постоян-ным иаклоиом вне заБисимости от величины разиостп соседних ординат.

Целью изабретения является значительное повышение точности аппроксимации при со.хранении простоты устройства.

Эта цель достигается введением в устройство двух дополинтельных цифро-а.налоговых шреобразователей и счетчика пмеульсов, прИче.м В.коды одного ци-фро-аналогетого .преобразователя соединены с выхода ми дополнительно введенного регистра, входа1ми связаиного со в.чодны.м perwcTpOiM; входы другого ци.фро-аналогового преобразователя соедипены с выхода.М:И двух других щгфро-аналоговых преобразователей « с выходами счетчика, подключенлого к генератору илтульсов; выход переполнения счетчика соединен со входом установки в нуль дополнительного регистра и со входом линии задержки, выход которой соединея со входом второй лянии задержки п со входом усталовки в пуль входного регистра.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, содержащего регистры / и 2, цифро-аналоговые преобразователи 5, 4, 5, счетчик б, генератор илшу.пьсов 7, линии задержки 8 и 9.

Цифрами 10, 11 и J2 соответственно обозначены: вход устройства, на который поступают в параллельпом коде значения аннроксимируемой функции, выход устройства, на котором получается результат атпроксргмации в виде

аналогового напряжения, и клем1ма получения импульса конца интервала аппроксимации. Цифрами 13 и 14 обозначены аналоговые входы цифро-аналогового преобразователя 5, цифрой 75 - выход импульса переполчтения счетч ПК а 6.

На фиг 2. изображена функциональная схема счетчика 6 (триггеры ) и цифро-аналоговый преоб(разователь 5 (ключи 19-21 и резистор.ный аттенюатор, состоящий из резисторов 22-27). Связи меледу триггерами 16-/5 для упрощения не показаны.

На фиг. 3 показан участок аппроксимированной функшт, зада.нной ординаталп... f/i ,, ,-,f/;..,

ст;ре / имеется код i-ii ординаты и ;ца входе 13 цифро-аналогового преобразователя 5 соогветсрвующее этому коду «аиряжение /, , в регистре 2 имеется код {/-1)-й ординаты и «а входе 14 цифро-аналогового п-реобразователя 5 - напряжение f// . , а в счетчике 6 - число

.

При поступленил ,на суммирующий вход счетчика 6 1-го, 2-го импульсов с генератора/в счетчике 6 последовательно фиксируются числа ,

Циф|ро-аналоговый преобразователь 5 предназначен для преобразования числа, содержащегося в счетчике 6, в напряжелие на выходе Л с учетом натряжений, поступающих иа входы 13 и 14.

Цифро-а«алоговый преобразователь 5 вырабатьгвает взменяющееся -по ступенчато-линейному закону «аиряжевие при И31менбнии аргумента с защавной д.иск|ретностьЮ в «нтервалах между каждыми соседними «грубыми значениями аишроксимирувмой функции (т. е. в завиоимности от числа в счетчике 6). При это1м дискретность опре деляется максимальной емкостью .счетчика 6, т. е. числО|М , где а -основание системы счисления, п - количество разрядов счетчика 6.

Дальнейшее описание соответствует атпрокси.мирующему устройству, использующему двоичный счетчик i5, для которого /г, .

Для этого случая цифро-аналоговый преобразователь 5 Цифро1вы М1И Бхюдами П10раз|ряД|но соединен с единичными выхода1ми триггеров 16--.75 вышеупомянутого счетчика.

В исходном .положении три-лгеры находятся в нулевом состоянии, а ключи подключают все звенья аттвиюлтара ко входу 14. Нашряжение на выходе , /иых. t/r-1 (фиг. 3).

Если в С1четчике 6 все триггеры установлены в единичное состояние, чтю соответствует /макс , то ключи коммутируют звенья аттенюатора на вход -13, а натаряженне па выходе 11 (Увых(,;); (Ui Ui -i) (1 - -g ) 1При любых других значениях числа /, находящегося в счетчике 6, выходное напряжение определяется по более общей формуле:

ГГ - ;, г uBbix(z--ui)---г) IТакиМ образом, нри изменении числа в -счетчике 6 от / 0 до / /макс.2 напряжение на выходе /:/ меняется по ступенчато-линейному закону от Ui -AU(i.,i)-T:. е. на этом участке изме1невия аргумента имеет место ступенчато-лкнеЙ1ная аннроксимация.

С приходо.м следующего импульса от генераTotpa 7 в счетчике 6 образуется переполнение, и он устанавливается в нулевое состояние. Одновременно имнульсоМ переполневия с выхода 15 уст аН а вливается в 1нулевое состояние регистр 2. Затем импульсом с выхода ли1нии задержки 9 устанавливается в нулевое состояние регистр /. а код /-и ординаты при установке регистра 1 в нуль передается поразрядно в регистр 2. При этом на входе 14 цифро-аналогового преобразователя 5 устанавливается напряжение Ui .

И.М1пульоо1М с выхода линии задержки 8 разрещаепся паступлание юа входы JO в регистр 1 кода следующей, (г+1)-й ординаты. После того, как в регистре 1 устанавливается код (г+1)-й ординаты, на входе 13 цифро-аналогового преобразователя 5 зафимсируется напряжение Ui+, а (на выхюде И Свых,(/,+1)/::о -U i .

При заполне1 1ии счетчика импульсами генератора 7 от нуля до переполнения на (/, г+1) интервале аппроксимирующей функции, равно

как и на всех последующих интервалах, работа устройства аналогична описанной для случая аппроксимаци-и предыдущего интервала аппроксимируемой фувюции.

Точность аппроксимации на различных участках аппроксимируемой функции неодинакова, поскольку приращения Af/ меняются в зависимости от величины разности напряжений На .аппроиси мируемых участ(ках, что хорошо видно на фиг. 3. При этом максимальная величияа Af/Maitc, а следователыно, минимальная точность будет на тех участках аппроксимируе1мой функции, где она вмеет наибольшую скорость изменения (крутизну). iB этом случае, очевидно:

, г, (bi L// I)

1 L/ М iU( с

Если задана допустимая величина ., определяющая точность аппроксимации, то необходимое количество разрядов счетчика 6 определится из формулы:

1 . (f /-t// i.

и.

«, -,in о.

-if/ло,,

Полученный результат определяется до ближайшего большего целого числа.

Управление скоростного изменения аргумента осуществляется изменением частоты генератора 7.

П р е дМ е т изобретен « я

Устройство для аппроксимации функций, зада1Н1ных цифровым кодом, содержащее входной ре1гистр с подключенным к нему цифро-аналоговым преобразователем, генератор импульсов и линии заде|ржки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, оно содержит счетчик и два дополнительных цифро-аналоговых преобразователя, входы одного из которых соединены с выходами дополнительно введавного регистра, входами связанного со входным регистром, входы другого цифро-аналогового преобразователя соединены с выходами двух других цифро-аналоговых преобразователей и с выходами счетчика, подключевного к генератору импульсов, выход переполнения счетчика соединен со входом установки в нуль дополнительного регистра и со входом линии задержки, выход которой соединен со входом второй линии задержки и со входом установки в нуль входного регистра.

Р 12

Фиг. J

Фи. 3