Цифровой синтезатор функций Советский патент 1978 года по МПК G06F17/10 

триггеру 3. Генератор 5 образцовой частоты через блок 6 управления соединен с блоком 2 и счетчиком 7 аргумента. Блок 6 подключен к управляющим входам регистров li-/„ и реверсивного сумматора 4.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении регистры /i-/п паэдяти, сумматор 4, счетчик 7 аргумента и блок 2 умножения находятся в нулевых состояниях, а триггер 3 знака устанавливает сумматор 4 на сложение. С помощью счетчика 7 аргумента устанавливают диапазон изменения аргумента. Расчетные значения полинома для первых точек и правой части вводят в блок 6 управления, а коэффициенты, совпадающие с биноминальными коэффициентами и равные /, 4, 6, 4 в соответствии с порядком их записи в уравнении, записывают во входную часть блока 2.

Рассмотрим частный случай синтезирования полинома четвертой степени

Q) A,t + A.f -+ + + Aо,

который является решением Z,/ 4, где

(i+4)-4/( + 3)J-6f(f + 2) -4/( + +l)+/(a с начальными условиями

/(-4) 256Л,-64Лз + 16А2-4Ai + Ao,

/(3) 8М4 -27Аз + 9Л, -ЗЛ1 -i- АО,

/(-2)16Л,-8Лз + 4А2-2Л1 + Ао,

f.l-)A,-A, + A,-A,-{-A,.

Здесь и далее будем полагать для простоты записи.

В данном примере значения

функции найдены в точках -4, -3, -2, -1, предшествующих заданной, с тем, чтобы искомые знаf(O), хотя тачения полинома начинались с кое ограничение не является существенным моментом и можно было бы показать, что начало отсчета аргумента не имеет рещающего влияния.

С первым импульсом генератора 5 образцовой частоты все числовые значения переписываются в соответствующие счетные устройства, а триггер 3 знака опрокидывается, устанавливая сумматор 4 на вычитание. В дальнейшем триггер 3 с каждым управляющим импульсом изменяет режим работы сумматора таким образом, что знаки произведений находятся в соответствии с исходным выражением. Второй импульс вводит первый коэффициент, равный I, и значение функции f (-4) в блок 2. Полученный результат после третьего импульса вычитают из числа В, находящегося в сумматоре 4.

Четвертый импульс сбрасывает блок 2 в нуль, подготавливая его к записи второго коэффициента, равного 4, и значения полинома в точке -3. Шестым импульсом произведение 4-/(-3), подается в сумматор 4, а седьмым блок 2 умножения возвращается в нулевое состояние.

С восьмым импульсом в блок умножения поступают третий коэффициент и значение полинома /(-2), а с девятым их произведение вычитается из числа, находящегося в сумматоре. С помощью одиннадцатого и двенадцатого импульсов процесс получения значения полинома /(0) заканчивается, т. е.

/(0)r6-/(4) + 4f(-3)-6/(-2) + + 4/ (- 1) 24Л 4 - 256Л, + 64Лз - 16Л а 4+ 4Л J - Л о -f 324Л4 - 108Л, + - 12Л, + + 4Ло-96A4-f 48Лз -24Л2+ 12Л1 -бЛo + +4Л, - 4Лз + 4Л2 - 4Л + 4Ло ЛСледующие импульсы с номерами 13 по 23

способствуют последовательному вытеснению чисел из регистра в регистр и подготовке синтезатора к получению второго значения функции /(1). Если синтезируется полином более низкого порядка, чем рассматриваемый,

то из регистров переписывают нули. Этим обстоятельством объясняется тот факт, что для различных функций получают одинаковую точность их воспроизведения при равно.м быстродействии. {

В дальнейшем работа синтезатора циклически повторяется.

По сравнению с известными устройствами для генерирования функциональных зависимостей предложенное устройство имеет более

широкие функциональные возможности не только по классу генерируемых функций, но и по применению его для решения различных задач.

Так как при синтезировании функции нет

многоконтурного прохождения сигналов, нет многократного преобразования аналог-цифра и обратно и, наконец, нет последовательного понижения порядка моделируемого уравнения, то быстродействие предлагаемого

устройства существенно выще, чем у аналогичных устройств. Инфранизкая частотная область простирается до ,а. область средних частот, при которых работают регистры памяти, сумматор, перемножитель

и счетчик аргумента, ограничивается только быстродействием младших разрядов счетных узлов и составляет 10 - с.

Формула изобретения

Цифровой синтезатор функций, содержащий п регистров, блок умножения и сумматор, причем выход сумматора соединен с входом первого регистра, группа выходов которого последовательно через (п-2) регистра

подключена к группе входов «-регистра, выходы всех я регистров соединены с соответствующими п входами блока умножения, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и быстродействия, в него введены генератор образцовой частоты, блок управления, счетчик аргумента и триггер знака, причем выход генератора образцовой частоты соединен с входом блока управления, первый выход которого подключен к управляющим входам всех п регистров, второй выход блока управления соединен с управляющим входом блока умножения, выход которого подключен к нулевому входу триггера знака, единичный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к первому входу сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно с единичным и нулевым выходами триггера знака, а пятый выход блока управления подключен ко входу счетчика аргумента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Великобритании № 1376961, кл. G 06 G 7/28, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР №219914, G 06 F 7/38, 1969.