ША,., *>&-^^^-^^п:;э- Советский патент 1973 года по МПК G06G7/28 

1

Предлагаемый цифро-аналоговый кусочнолинейный аппроксиматор относится к области автоматики и вычислительной техники. Он может найти применение для кусочно-линейной аппроксимации произвольных функций, задаваемых кодами равноотстоящих ординат.

Известно устройство для кусочно-линейной аппроксимации функций, содержащее два последовательно соединенных регистра, выходы которых подключены ко входам первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, и линию задержки, присоединенную выходом и входом соответственно ко входам установки в нулевое состояние первого и второго регистров.

Однако низкая точность этого устройства связана с тем, что в нем аппроксимация осуществляется по ступенчато-линейному закону.

Предложенное устройство отличается тем, что содержит аналоговый интегратор, вход которого соединен соответственно с прямым и инверсным выходами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, а выход подключен к выходному зажиму устройства.

Это позволяет повысить точность устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства, состоящая из регистров 1, 2, цифро-аналоговых преобразователей 3, 4, аналогового интегратора 5 и линии задержки

2

6. Позиции 7-9 - соответственно вход сигналов установки регистра 1 в нулевое состояние, вход кодов ординат аппроксимируемой функции и выход устройства, на котором получается результат аппроксимации в виде аналогового напряжения.

На фиг. 2 изображены временные диаграммы, поясняющие работу устройства, где а - ступенчато-линейное напряжение, вырабатываемое цифро-аналоговым преобразователем 3; б - ступенчато-линейное напряжение, вырабатываемое цифро-аналоговым преобразователем 4; в - график суммы упомянутых напряжений (на входе интегратора 5); г - аппроксимированная функция на выходе 9.

Регистр 1 предназначен для приема кода ординат апнроксимируемой функции, передачи в регистр 2 содержащегося в нем кода предыдущей ординаты аппроксимируемой функции в моменты установки этого регистра в нулевое состояние импульсом с выхода линии задержки 6 и управления цифро-аналоговым преобразователем 3. Своим входом регистр 1 соединен с входом 8 устройства, а выходом

подключен к входам цифро-аналогового преобразователя 3 и регистра 2. Регистр 2 предн назначен для приема кодов, поступающих из регистра 1, и управления цифро-аналоговым преобразователем 4. Своим выходом регистр

2 соединен со входом цифро-аналогового преобразователя 4. Регистр 2 входом установки в нулевое состояние соединен со входом 7 устройства и входом линии задержки 6, выход которой подключен к входу установки в нулевое состояние регистра 1. Линия задержки 6 предназначена для задержки импульсов установки в нулевое состояние регистра 2 на время, определяемое длительностью переходных процессов в последнем. Цифро-аналоговый преобразователь 3(4) предназначен для преобразования кода, содержащегося в регистре 1(2), в аналоговое напряжение. Цифро-аналоговый преобразователь 3 имеет прямой (синфазный) выход, а цифро-аналоговый преобразователь 4 - инверсный (противофазный) выход. Выходы преобразователей 3 и 4 соединены и подключены ко входу интегратора 5. Интегратор 5 предназначен для интегрирования напряжений, поступающих на его вход с выходов цифроаналоговых преобразователей 3 и 4. Цифро-аналоговый кусочно-линейный аппроксиматор работает следующим образом. В исходном положении регистры 1 и 2 установлены в нулевое состояние. Ца выходах цифро-аналоговых преобразователей 3 и 4 и на входе интегратора 5 напряжение равно нулю. На выходе 9 напряжение также равно нулю. При поступлении на вход 8 регистра 1 кода первой ординаты аппроксимируемой функции на входе цифро-аналогового преобразователя 3 вырабатывается напряжение f/i, пропорциональное этому коду. Это напряжение суммируется с выходным напряжением цифро-аналогового преобразователя 4. Суммирование осуществляется на внутренних сопротивлениях цифро-аналоговых преобразователей 3 и 4. При равных внутренних сопротивлениях суммарное напряжение на входе интегратора 5 равно t/BX.-|-f/.+0.if/,, и на выходе 9 устройства U,,kl(U, + Q}dt MJ,t где k - коэффициент пропорциональности. Перед поступлением на вход 8 устройства второй ординаты импульсом установки в нулевое состояние, поступающим на вход 2, подтверждается нулевое состояние триггеров регистра 2, а спустя время, определяемое линией задержки 6, в нулевое состояние устанавливается регистр 1. При этом код первой ординаты аппроксимируемой функции передается из регистра 1 в регистр 2, а на выходе цифро-аналогового преобразователя 4 вырабатывается инверсное напряжение f/i. Затем со входа 8 в первый регистр поступает код второй ординаты аппроксимируемой функции, а на выходе цифро-аналогового преобразователя 3 образуется напряжение U-, пропорциональное коду второй ординаты. Оно суммируется с напряжением - f/i на входе интегратора и полученная сумма (t/2-Hi) интегрируется интегратором 5 в течение времени второго интервала аппроксимации. При этом напряжение на выходе 9 участка от ti до t изменения аргумента может быть записано вых. kU,t + k IVz - U,}dt kU,t, + + k(U,-U,)t В момент времени t на вход 7 поступает очередной импульс сброса t/, сначала в регистр 2, а затем с выхода линии задержки 6, регистр 1 устанавливается в нулевое состояние. Код второй ординаты аппроксимируемой функции из регистра 1 поступает в регистр 2. Затем на вход регистра I подается код очередной, третьей по счету ординаты. В установивщемся режиме на выходе цифро-аналогового преобразователя 3 имеется напряжение. t/3, соответствующее коду третьей ординаты, на выходе цифро-аналогового преобразователя 4 имеется напряжение - U, а на входе интегратора 5 - их сумма, равная U..,(U,-U,) На выходе 9 устройства на интервале от 2 до /3 вырабатывается аппроксимированная функция выхз гЛ + k{U, - U,)( t, + + k jVa - U,)dt kU,t, + k(U, - U,}(t,-t,)+ + k(U,-U,)i Таким образом, рассмотрена работа цифроаналогового кусочно-линейного аппроксиматора на 1-ом, 2-ом и 3-ем участках аппроксимации. На последующих участках ацпроксимации работа устройства аналогична. Уравнение аппроксимируемой функции для 1-го участка аппроксимации может быть записано в следующем виде: вы.(,-.-1Х где , 2, 3, . . ., п. Предмет изобретения Устройство для кусочно-линейной аппроксимации функций, содержащее два последовательно соединенных регистра, выходы которых подключены ко входам первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, и линию задержки, присоединенную выходом и входом соответственно ко входам установки в нулевое состояние первого и второго регистров, отличающееся тем, что, с целью повыщения 56

точности, оно содержит аналоговый интегра- второго цифро-аналоговых преобразователей, тор, вход которого соединен соответственно с а выход подключен к выходному зажиму устпрямым и инверсным выходами первого и ройства.

404097

8

Фиг./

uk,, I «

ial%. ,,„

8

%/А

Фиг. 2