УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППРОКСИЛ1АЦИИ ФУНКЦИЙ, ЗАДАННЫХ ЦИФРОВЫМ КОДОМ Советский патент 1974 года по МПК G06J3/00 

1

Устройство предназначено для кусочно-линейной аппроксимации произвольных функций, заданных цифровым кодом равноотстоящих ординат. Задание аргумента возможно как в аналоговом, так и в цифровом виде. Результат аппроксимации получается в виде аналогового напряжения.

Известно устройство для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, содержащее приемный и дополнительный регистры, выходы которых присоединены к первым входам соответственно первого и второго цифро-аналогового множительного блока, у которых вторые входы подключены ко входам аргумента устройства, а их выходы соединены с выходом устройства, первый вход приемного регистра присоединен ко входу ординат функции устройства, а второй его вход через последовательно включенные две линии задержки соединен со вторым входом дополнительного регистра.

Известное устройство обладает существенным недостатком - низкой точностью воспроизведения аппроксимируемых функций в моменты смены кодов ординат в регистрах цифро-аналоговых множительных устройств. Это объясняется наличием выбросов напряжения аппроксимированной функции.

Предложенное устройство, с целью повыщения точности работы, содержит схему сравнения, два входа которой подключены соответственно ко входу порогового напряжения и входу аргумента устройства, а ее выход соединен со вторым входом дополнительного регистра и входом первой линии задержки, и блок совпадения, иервый в.ход которого подключен к выходу приемного регистра, второй вход - к выходу первой линии задержки, а выход соединен с первым входом дополнптельного регистра.

На чертеже показана функциональная схема устройства для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, состоящая из приемного регистра 1, дополнительного регистра

2, цифро-аналоговых .множительных блоков 3 и 4, блока совпадения 5, схемы сравнения 6 и линий задержки 7 и 8. Цифрами 9 и 10 обозначены входы аргумента устройства синфазной и противофазной составляющих пилообразного напряжения аргумента. Цифрами 11 и 12 обозначены вход ордннат аппроксимируе.мой функции и выхо.д устройства, на котором получается результат аппроксп.мации в виде аналогового напряжения. Цифрой 13 отмечен вход порогового напряженпя 6пор сравнивающего устройства 6.

Приемный регистр 1 предназначен для прпема параллельного кода ординат а ппроксимируемой функции, передачи в дополнительный

регистр 2 содержащегося в нем кода предыдущего значения аптфоксимируемой функции в моменты постунления каждого носледующего значения кода и управления цифро-аналоговым множительным блоком 3. Своим входом приемный регистр I соединен со входом ординат 11 устройства, а выходом подключен ксоответствующим входам цифро-аналогового множительного блока 3 и блока совпадения 5. Дополнительный регистр 2 предназначен для приема кодов, ноступаюш,их из приемного регистра 1 через блок совпадения 5, и управления цифро-аналоговым множительным блоком 4. Цифро-аналоговые множительные блоки 3 (4) предназначены для умножения синфазной и противофазной составляющих напряжения, поступающего на входы 9 и 10, на код, содержащийся в регистре 1 или 2. Выходы цифро-аналоговых множительных блоков 3 и 4 соединены вместе и с выходом устройства 12. Схема сравнения 6 предназначена для сравнения противофазного пилообразного напряжения На с установленным пороговым напряжением t/nop, подаваемым на вход 13, и выработки сигнала в момент достижения равенства указанных на1пряжений. Линия задержки 7 предназначена для задержки сигналов с выхода схемы сравнения 6 на время, определяемое длительностью переходных процессов в дополнительном регистре 2, имеющих место в момент АГО установки в нулевое состояние. Назначение линии задержки 8 - задержка имлульса с выхода линии задержки 7 на время, определяемое переходными процессами в блоке совпадения 5, возникающими в момент опроса последней. Работа устройства, показанного на чертеже, на произвольном, например г-м, интервале изменения аргумента происходит следующим образом. В исходном состоянии в регистрах 1 и 2 содержатся соответственно кодыР(Хг) иР(л;,), пропорциональные значениям г-й и (/-1)-й узловых ординат аппроксимируемой функции, а на вход 13 подано пороговое напряжение . близкое по уровню к нулевому. При возрастании синфазной Vc и убывании .противофазной t/n составляющих пилообразного напряжения аргумента нанряжение Ui на выходе цифро-аналогового множительного блока 3 изменяется согласно формуле: . ; напряжение /2 на выходе цифро-аналогового множительного блока 4 изменяется соответственно выражению: {/,: /„ЛГ-0- % ,(2) где Т - интервал между соседними узловыми значениями аппроксимируемой функции, а напряжение (Увых на выходе 12 равно сумме этих составляющих: г г г г Г (г-1/ , ,,/м вых - опТ 2/ W f (i-l)lКогда напряжение и„ достигает значения то схема сравнения 6 вырабатывает сигнал L/t, по которому дополнительный регистр 2 устанавливается в нулевое состояние. Поскольку величина t/nop вьгбрана близкой к нулевому значению, то и противофазная составляющая напряжения (f/n) в это время будет близка к нулевому значению. Очевидно, величина выходного напряжения (7пых определяется величиной /72, т. е.: oп. (4) Спустя время, определяемое параметрами линии заде)жки 7, импульсом с ее выхода производится опрос блока совладения 5. В результате этого опроса в регистр 2 с выходов блока совпадения 5 поразрядно заносится код P{Xi). При этом напряжение Ui стремится к О, поскольку в выражении (2) сомножитель (Г - t) стремится к О, хотя значение кода в регистре 2 и стремится к P(Xi). Когда в регистре 2 установится код Я(х,-), но t/i О, ибо Un О, то напряжение на выходе 12 устройства точно равно напряжению t/2, т. е.: /„ и, --Г „„Г Затем начинается обратный код нилообразных напряжений аргумента Uc и Un. В это время в обоих регистрах содержатся одинаковые коды Р(Хг). При условии равенства величин внутренних сопротивлений генератора U и f/n, а также равенства выходных сопротивлений цифро-аналоговых множительных блоков 3 и 4, форма задних фронтов напряжений Uc и и„ сохраняется одинаковой и противоположной по фазе. Очевидно, что в этом случае напряжение на выходе устройства:вь,х - , + а f/c ф + п (сложение. алгебраическое), сохранится -пропорциональным ординате P(X{). В момент конца i-ro интервала аппроксимации на выходе линии задержки 8 вырабатывается сигнал, устанавливающий приемный регистр I в нулевое состояние. Поскольку напряжение f/c О и Р(Хг), то напряжение на выходе цифро-аналогового множительного блока 3 тоже будет близким к нулю. Поэтому выходное напряжение устройства определяется напряжением Uz, т. е.: ВЫ..(). После установки приемного регистра 1 в нулевое состояние на вход М поступает код P{Xi+i) очередной (i + 1)-й узловой ординаты

аппроксимируемой функции. При этом напряжение на выходе 1-2 будет интерполирующим от значения, пропорционального коду P(Xi}, к зпачению, .пропорциональному коду P(xi+i}.

Итак, на (/+,1)-м и последующих интервалах работа устройства полностью аналогична описапной.

Анализ работы предлагаемого аппроксиматора показывает, что «выбросы выходного наяряжения в предложенном устройстве практически отсутствуют. Это позволило существенно повысить точность воспроизведения аппроксимируемых функций при сохранении всех преимуществ прототила.

Предмет изобретения

Устройство для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, содержащее приемный и дополнительный регистры, выходы которых .присоединены к первым входам соответственно первого и второго цифро-аналогового множительного блока, у которых вторые входы подключены ко входам аргумента устройства, а их выходы соединены с выходом

устройства, первый вход приемного регистра присоединен ко входу ординат функции устройства, а второй его вход через последовательно включенные две линии задержки соединен со вторым входом дополнительного регистра, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности работы, оно содержит схему сравнения, два входа которой подключены соответственно ко входу порогового напряжения и входу аргумента устройства, а ее

выход соединен со вторым входом дополнительного регистра и входом первой линии задержки, и блок совпадения, первый вход которого подключен к выходу приемного регистра, второй вход - к выходу первой линии задержки, а выход соединен с первым входом дополнительного регистра.

f2