Линейный экстраполятор Советский патент 1979 года по МПК G06G7/30 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭКСТРАПОЛЯТОР

1

Изобретение относится к устройствам, используемым в измерительной и вьиислительной технике для экстраползщии функций, задаваемых цифровыми кодами ординат, с представлением результата экстраполяц в аналоговом виде.

Известен экстраполятор, содержащий три ячейки памяти (каждая из которых содержит последовательно соединенные регистр и цифроаналоговый преобразователь) , цифроаналоговый блок, два элемента задержки и пять блоков масштабирования l.

Это устройство имеет узкие функциональные возможности, так как предназначено для экстраполяции функций заданных только равноотстоящими по времени кодами ординат, а также высокой сложностью настройки, так как при произвольных характеристиках блоков не всегда возможно настроить устройство для выполнения функций экстраполятора.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является линейный

экстраполятор, содержащий ячейки пам5гги, первый выход каждой из которых соединен с первым входом соответствующего цифроаналогового блока умножения, второй выход первой.ячейки памяти соединен со входом цифроаналогового преобразователя, первые входы ячеек памяти являются соответственно первым, вторым и третьим входами экстраполятора, а установочные входы всех ячеек памяти соединень с четвертым входом эк;с;траполятора, пятый, шестой и седьмой аходь которого соединены соответственно со вторыми аходак и цифроаналоговых блоков умножения 2.

Известное устройство имеет узкие функциональные возможности, так как предназначено -для экстраполяции функций заданных только равноотстоящими по времени кодами ординат, а также, низкую динамическую точность, обусловленную тем, что экстраполяция осуществляется только по двум отсчетам функции (не учитывается вторая производная функции), а сама 6 функция носит ступенчатый характер на учостко экстраполяции, Целью изобретания является повышение точности работы устройства и расширение функциональньк возможностей. Поставленная цель достигается тем, линейньй экстраполятор содержит генератор линейного напрйжения, инвертор и выходной сумматор, входы которого соединены непосредственно с выходами цифроакалогового преобразователя, парвого и третьего цифроаналоговых блоков умножения, и чореэ инвертор - с выходом второго цифроаналогового блока умножения, вьсход генератора линейного напряжения соединен с четвертым ьходом экст раполятора, а его вьи.од подключай ко бторым аходам ячеек памяти. На чертеже приведена блок-схема линейного экстраполятора. Линейный экстраполятор содержит яче ки памяти 1-3, цифре аналоговый преобразователь 4, генератор 5 линейного напряжения, цифроаналоговые блокн умножения 6-8, инвертор 9 и выходной сумматор 10, Через парвь1й 11, второй 12 и третий 13 аходы экстраполятора в ячейки памяти 1-3 заносятся коды ординат экст раполируемой функции. На четвертый вход . 14 nocTytiieif иШупьс конца очередного интервала экстраполяции. С входом 14 сбШййМй установочные входы всех ячеек памяти 1-3. С помбииью кодов., подаваемых на пятый IS, шестой 16 и седьмой 17 аходы йкстрйполятора осуществляется настройка экстраполятора на работу с заданным временем наблюдения (интервал времени Мейаду первым и пбспбдним хранимыми отсчетами йсстраполируемой функции) и с ЗЩйНн$1МИ интервалами Между соседними отсчетами. Выход экстраполятора обозначен позицией 18. В состав каждой ячейки памяти 1-3 входят последователь но соединенные регистр 19 и цифроанало говый преобразователь 20.. Линейный экстраполятор работает следующим образом. В рабочем режиме очередным импульСоМ конца интервала экстраполяции, поступающего на аход 14 осуществляется обнуление и запуск генератора 5 линейного напряжения и обнуление регистров ячеек памяти 1-3 с одновременным приемом очередных кодов ординат экстраполируемой функции: через вход 11 - код X/}, через аход 12 - код х, через 82 15 - код Хр. После окончания не-реходных процессов на выходе цифропналогового преобразователя 4 устанавливается величина (например, напряжение постоянного тока), пропорциональная коду Хр, а на выходе генератора 5 - непрерывно изменяющаяся по линейному закону величина Ug , пропорциональная отношению tg/At I которая подается на аналоговые входы преобразователя 4 ячеек памяти 1-3 (t - время экстраполяции, непрерывно изменяющееся от О до At ). Ячейки памяти 1-3 кроме хранения кодов и преобразования их в аналоговые величиНы выполняют еще функции блоков умножения, На аходы 15-17 цифроаналоговых блоков умножения 6-8 поступают коды, пропорциональные соответственно К-, К. и Kg - весовым коэффициентам, выбором к(торых осуществляется оперативная настройка экстраполятора, В соответствии с Этим на выходах блоков 6, 7 и 8 непрерывно вырабатываются аналоговые напряжения, пропорциональные соответственн6 Х -КО-ТЗ/А } -Xn.K. и vKj-fi, которые после суммирования представляют собой величину, пропорциональную .дХэ.Ь.С,.АХ„,.|| . Таким образом, выходная аналоговая величина Хд пропорциональна экстраполируемому значению Хэ-ХпЧ.дУп,.|4 экстраполируемой функции, заданной цифровыми кодами х, Xti. о ®Рв8Но отстояших отсчетов. После поступления на аход 14 (после достижения t я А t ) импульса конца интервала экстраполяции, цикл работы экстраполятора повторяется. Уменьшение динамической ошибки при использовании предлагаемого экстраполятора достигается за счет того, что при экстраполяции функции вводится компенсация ошибки за счет второй производной. Так, величина приращениядХ. определяется как XAt+X -у , или после подстановки выражений х . Таким образом, экстрапол1яция осуществляется с учетом второй производной функции. Увеличинив точности яоптигается эа счет того, что выходная величина Xfj , пропорциональная экстраполируемой функции, на интервале экстраполшши trj|-0-VAi изменяется линейно и непрэрьюно. Расширение функциональных возможнос тей достигается за счет использования неравноотстоящих отсчетов экстраполируемой функции, что приводит к расширению области применения предлагаемого устройства. Формула изобретения Линейный экстраполятор, содержащий ячейки памяти, первый выход каждой из которых соединен с первым входом соответствующего цифрбаналогового блока умножения, второй выход первой ячейки памяти соединен со входом цифроанапогового преобразователя, первые аходы ячеек памяти являются соответственно первым, вторым и третьим входами экстраполятора, а установочные аходы всах яче , ек памяти соединены с четвертым входом . //о „,- Ц экстраполятора, пятьй, шестой и седьмой входы которого соодиноны соответственно со вторыми входами цифроаналоговьпс блоков умножения, отличаюшийс я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, он содержит генератор линейного напряжения, инвертор и выходной сумматор, входы которого соединены непосредственно с выходами цифроаналогового преобразователя, первого и третьего цифроаналоговьк блоков умножения, и через инвертор - с выходом второго иифроаналогового блока умножения, выход генератора линейного напряжения соединен с четвертым входом экстраполятора, а его выход подключен ко вторым входам ячеек памяти,, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1,Авторское свидетельство СССР fc 373733, кл. Q 06 Q 7/30, 1873. 2.Заявка Me 2425327/24, по которой принято решение о вьщаче авторского свидетельства, кл. G 06 О 7/30, 1976,