Аналого-цифровой функциональный преобразователь Советский патент 1978 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

Изобретение относится к автоматике и вычисли-тельной технике и может быть ислопьзовано, в частности, в гибридных вычислительных .и управляющих системах.

Известен йналого-аифровой функциональный преобразователь, содержащий счетчик, блок памяти, преобразователь код-аналог, компаратор, линейный преобразователь и элемент И ij. Однако известный преобра,зователь характеризуется конструктивной спожностью и пониженным быстродействиен при высоких требованиях по точности роспроизэедения функций. Наиболее близким к изобретению является аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий двоичный счетчшс, счетный вход которого соединен с выход ом j элемента И, а разрядные выходы подключены к входам ге нератора функций Уолша, соединенного выходами сумматора, подключенного выходом к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с входом устройства, а выход - с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора опорной частоты 2. Этот преобразователь характеризуе ся сложностью конструктивной реализации и пониженным быстродействием при повьпиенных требованиях по точности функционального преобразования.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышениебыстродействия, В описываемом преобразователе это достигается тем, что в него дополнителыю введены дешифратор, двоичный счетчик и .группа элементов И, подключенных tebixoflaMH к разрядным входам дополнительного двоичг ного счетчикд, первыми входами - к выходу основного элемента И, а вторыми входами - к выходам дешифратора, соединенного входами с поразрядными выходами основного двоичного, счетчика.

На чертеже предртавлена блок-схема описываемого преобразователя.

Он содержит дополнительный 1 и основ ной 2 двоичный счетчики, дешифратор 3, генератор 4 функции Уолша, элемент И 5, генератор 6 опорной частоты, сумматор 7, компаратор 8,.группу допо|шител1лых элементов И 9, выходные шины 10 и входную шину 11, Произвольная функция(t). дискретизированная в N точках , к.«0,1,2.... может быть аппроксимирована полиномом Фурье-Уолша порядкап,. Очевидно, что при заданной погрешности аппроксимации н равномерной диск;ретизации функции p5i/:s ее значений на отдельных участка может окаэатьс й.1 избыточным. Для устранения избыточности выделяют участки, на которых производится выборка функции через равные интервалыд , что соответствует линейному сжатию аргумента в Z раз в пределах I -го участка. Размеры участков выбишйт из условия допустимой абсолютной погрешности, Sgo..lf i) - tC|;i))i , причем отношение числа дискретных значени фунюдии f CM) на 1-м участке к чиспу выбранных- значений должно быть равным. ; По неравномерным выборкам функции f (N) составляется некот рая функц га f ( {, ), заданная на множестве L , t 0,1,2.. .0 2 Функция( i,) представляется полиномом Фурье-Уопша порядка/fH. При воспроизведения функции f ( 1 ) необходимое соответствия между выбранным дискретными значениями функции f ) и ее аргументом W может быть установлено при одновременном преобразовании аргумента |. Дискретный аргументN на каждом t м интервале подвергается 2 кратному ежатшо в соответствии с произведенным преобразованием. Для I импульсы опорной частоты одновременно заполняют сюновной двоичный счетчик 2, накаш1иваюш.ий код аргумента L, и дополнительный двоич ный; счетчик 1, на котором происходит преобразование кода аргументаN заданной функции f (М ). Входы дополнительного счетчика подключаются в зависимости от номера участка пр образования с помощьюдешифратора 3 и группы допопнитепьных элементов И 9. Дешифратор 3 управляется выходами основного двоичного счетч;йка 2 При достижении когда на этом счетчике, равного началу I -го участка, на выходе дешифратора 3 формируется переключательная функция, раз ная единице на /1 -м участке и нулю - на всех остальных. Через соответствующий дополнительный элемент И 9 опорные шлпульсы подключаются к входу допоп- нительн or о двоичн ого.счетчика 1. В начале преобразования двоичные счету чики 1 и 2 находятся в нулевом состоя,нии, .а элемент И 5 открыт разрешающим сигнапом компаратора 8. С поступлением onopHbix импульсов от генератора 6 основной счетчик 2 накапливает код, управляющий работой генератора 4 функций Уолша и дешифратора 3. При этом на выходе сумматора 7 появляется напряжение, пропорциональное, значениям дискретизированной функции (ls(.), а на выходе дополнительного двоичного счетчика 1 формируется код, пропорциональный значению аргумента, соответствующего воспроизводимым значениям заданной функции. По мере изменения кода в двоичном счетчике 2 последовательно возбуждаются выходы дешифратора 3. В момент сравнения входного напряжения с Напряжением развертки прекращается пода ча разрешающего сигнала с выхода компаратора 8, и на дополнительном счетчике 1 устанавливается код аргумента, соответствующий определенному значению заданной функции. В случае воспроизведения функций с неравномерным изменением крутизны при заданнрй погрешности аппроксимации Порядок полинома, представляющего функцию f Ц )меньше порядка полинома, представляющего функцию I (N). Формула изобретения Аналого-цифровой - функциональный преобразователь, с одергкащн: двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с выходом элементов И, а разрядные выходы подкшочены к входам генератора функции Уопшв, соединенного выходами с входами сумматора, подключенного выходом к первому входу компаратора, второй вход которого соедзшен с входом устройства, а выход- с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора опорной частоты, отличающийся тем, что, с целые упрощения устройства и повышения быстродействия, в него дополнительно введены дешифратор, двоичный,:счетчик и группа элементов И, подключенных выходами к разрядным входам дополнительного двоичного счетчика, первыми входами - к выходу оо новного элемента И, а вторыми входами к выходам дешифратора, соединенного вхоч дами с разрядными выходами основного дв о«чного счетчика. Источники информации, принятые но внимание при экспертизе; 1,Авторское свидетельство СССР Кг 388361, кл.«50633/00, 1971. 2.Толстых Г.Д. Нелинейный аналого-цифровой преобразователь аа основе спектрального разложения по функциям Уолша. Измерительная техника, 1973, М« 4, с. 19-21.