Устройство для функционального преобразования частотных и временных сигналов Советский патент 1977 года по МПК G06F17/10 

группу импульсно-потенциальных венти лей, логическую схему ИЛИ, управляющий счётчик, основной счетчик и блок задания начальных точек. Устройство работает по принципу кусочно-экспоненциальной аппроксима|ции воспроизводимых функциональных зависимостей. Кусочно-экспоненциальная аппроксимация обеспечивает меньшее число участков аппроксимации по сравнению с кусочно-линейной аппрокси мацией при том же объеме оборудования и той же точности. К недостаткам кусочно-экспоненциал ной аппроксимации следует отнести сло ность и трудоемкость процесса ее выполнения, а также то, что точность функционального преобразования мСжно повысить без существенного увеличения оборудования, перейдя к кусочно-квадратичной аппроксимации. Указанные недостатки обусловлены как свойствами самой экспоненциальной функции, в частности, ее неортогональностью, так и отсутствием в настоящее время хорошо разработанных методов кусочно-экспоненциальной аппроксимации. Далью изобретения является повыше-ние точности путем комбинирования кусочной квадратичной и линейной аппрок симации . Это дс стигается тем, что устройство содержит дополнительный элемент И, включенный между выходом первого элемента И и счетным входом управляющего счетчика/ а управляющие входы дополнительного элемента И соединены соответственно с первым выходом пересчетного блока и выходом блока, задания граничных условий, причем первый вход первого элемента И группысоедииен с выходом первого элемента И. На чертеже представлена схема пред лагаемого устройства. Устройство содержит .генератор 1 импульсов, элемент И 2, пересчетный блок 3, элементы И 4 образующие группу элементов И, элемент ИЛИ 5, управляющий счетчик 6, элемент И 7., счетчик 8 результата, блок 9 задания граничных условий, дополнительный элемент И 10. Например, при измерении неизвестной частоты f,{ по периоду Tj( устройство осуществляет комбинированную кусочную квадратичную и линейную аппрок симацию fj( -4 следующим образом. Исходное состояние элемента схемы: в управляющем счетчике 6 записан некоторый начальный кодК , который выбирается, исходя из диапазона и точности аппроксимации; в пересчетном блоке 3 записан код о где Nq емкость пересчетного блока 3; {, - частота генератора 1 импудъсоз}xraif) минимальный период входного сигнала, соответствующий максимальной его частоте 4«ю1с в счетчике результата записан код Nfflax соответствующий элементы И 2, 7, 10 закрыты, С приходом входного сигнала f элемент И 2 открывается и остается открытым в течение времени Т, Импульсы fo с генератора 1 импульсов поступают на входы пересчетного блока i 3 и элемента И 10, а также на импульсный вход первого элемента И 4 группы элементов И, Элемент И 10 откроется с приходом на его управляемые --входы .раз решающих сигналов как от блОка Э задания граничных условий, так и от пересчетного блока 3. IJycTb от блока 9 такой сигнал поступил на вход элемента И 10 до срабатывания элемента И 2 ; под действием входного сигнала Т. Тогда через tj Txmi« импульс переполнения пересчетного блока 3 откроет элемент И 7 и И 10. Начиная с этого момента времени, с выхода элемента И 2 импульсы fo поступают через открытый элемент И 10 на вычитающий вход управляющего счетчика 6, а с выхода элемента ИЛИ 5 через открытый элемент И 7 на вычитающий вход счетчика 8 результата поступают импульсы с частотойftt i Выходная частота/(tj двоичного Умножителя равна: frt)-.N,, где Кб М„-|fodt« К„ - код в счетчике 6 ; . К - число разрядов в счетчике 6. Тогда fft)VU)(2K«-2f,i) .1 Код в счётчике 8 результата изменяется по закону ; V-«inox-l( t-Vx-| - 2H -2f)dl. «Nm«x- 2N«t- -t . в течение всего интервала йзмерения ) концу этогоинтервала принимает значение K -Kgft-VT,«,a)- max-|i2«H(Tx -Т, „,|„) |(TX-TX „inf т| , V . ведя обозначения:Л Д, 1оТу Х - чисо импульсов tg за время получает выражение выходного кода как квёщратичную зависимость число-импул сных кодов: М -Лх гЛСМц+х д ) +Л1(,„+2ЛК„х ФМ, Эта формула верна, если от блока 9 до открытия элемента И 2 поступил сигнал, раэрешак1щий открытие элемента И 10. В случае,,если такой сигнал от бло ка 9 не поступил, код в счетчике 6 ЛдвМц соп8± (на данном участке аппроксимации) , выходная частота i(t)-|liNb |f-2HH код в счетчике 8 результата измеряет ся по закону: Чв Wflmi °««ваГ 2 н и к концу интервала измерения ClJc- xiaje Т ринимает значение: ««« вС VTxmit,) 21«иТ - « «in 1пси- ZH V N T in - JIMHii+ZflN gjn+K a т.е. в этом случае выходной представляет собой линейную функцию от входного числа-импульсного кода К, на данном участке аппроксимации имеет место кусочно-линейная аппроксимация. Управление элементом И 10 с помощ блока 9 задания граничных условий пр воляет 1фмбинировать кусочно-квадратичную и кусочно-линейную аппроксима (дию, что делает устройство более,гиб ким при воспроизведении различных функциональных зависимостей.. Путем изменения числа в блоке 9 можно изменять коэффициенты аппрокси мирующей функции. При накоплении в счетчике 8 резуль тата числа, соответствующего одной и начальных точек, блок 9, собранный по схеме дешифратора, устанавливают в управляющем счетчике б начальное значение нового участка аппроксимаци Комбинирование кусочно-квадратичной аппроксимации и кусочно-линейной аппроксимации, осуществляемое управлением элемента И 10 с помощью блока 9, дает возможность повысить точност аппроксимации воспроизводимых функци нёшьных зависимостей по сравнению с кусочно-экспоненциальной аппроксимацией без существенного увеличения об ема оборудования и позволяет сохра«нить число участков аппроксимации дл функций, имеющих участки, близкие к линейным. Переход от кусочно-экспоненциальной аппроксимации к комбинированной кусочно-квадратичной аппрокцимации позволяет также снизить трудоемкость выполнения аппроксимации, поскольку методы кусочно-квадратичной и кусочно-линейной аппроксимации широко разработаны и не требуют большого объема вычислительных работ. Предлагаемое устройство разработано с целью повышения точности функционального преобразования и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях и измерительных устройствах, а также в специализированных вычислительных машинах. Формула изобретения Устройство для функционального преобразования частотных и временных сигналов, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И.подключенного вторым входом к входу устройства, а выходом - к входу пересчетного блока, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И, а остальные выходы подключены к первым входам элементов И, начиная со второго, группы элементов И, вторые входы группы элементов И соединены с поразрядными выходами управляющего /счетчика, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, подключенного выходом к входу счетчика результата, соединенного поразрядными выходами с входами блока задания граничных условий, выходы которого подключены к поразрядным входам управляющего счетчика, отличающееся тем, что, с целью повьаиения точности, оно содержит дополнительный элемент И, включенный между выходом первого элемента И и счетным входом управляющего счетчика, а управляющие входы дополнительного элемента И соединены соответственно с первым выходом пересчетного блока и с выходом блока задания граничных условий, причем первый вход первого элемента И группы соединен с выходом первого элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: .1. Авторское свидетельство 326588, кл. 6 06 F 15/34, 1969. 2. ПатентСША №3651317, кл. 235-197, 1970. . . 3. Авторское,свидетельство W348994, кл. G 06 F 15/34, 1971.

...,....,,......J

1