Цифровой генератор гиперболических функций Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 G06F1/02 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в цифровых системах управления и контроля в качестве специализированного вычислителя, в станках с программным управлением, в цифровых моделирующи.х машинах и т. д.

Известно устройство для моделирования гиперболических функций методом кусочно-линпйных. аппроксимаций .Щ , содержащее управляемый делитель частоты, блок памяти для хранения угловых коэффициентов аппроксимирующах отрезков и блок управления. Недостатком этого устройства является значительный объем ЗУ в случае повышенной точности, воспроизведения с большим числом участков аппроксимации.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой генератор гиперболических функций содержащий генератор тактовых импульсов, элемент запрета, делитель частоты участков аппроксимации, элемент задермски, счетчик участков аппроксимации, счетчик результата и блок постоянной памяти (ПЗУ). Выход генератора тактр- вых импульсов через элемент запрета подключен ко входу делителя частоты аргумента и делителя частоты участков аппроксимации. Выход делителя частоты аргумента подключен ко аходу счетчика аргумента, выход которого подключен ко аходу запрета элемента запрета, управ10ляющий вход которого является управляющим аходом генератора гиперболических функций. Выход делителя частснты участков аппроксимации через элемент задержки подключен ко аходу счет

15 чика участков аппроксимации.

Недостатком такого генератора явля ется его сложность, возрастающая с повышением точности аппроксимации из-за

большого объема памяти.

Целью изобретения является упрош&ние цифрового генератора гиперболических функций. Псютавлеиная цепь дсхл-игается тем, что прешюженный генератор содержит регистр, первый и второй управляемые делители частоты, блок вычитания и ма шгабирутащий блок. Управляющий и информационный аходы регистра подключены соответственно к вькоду делителя частоты участков аппроксимации и выходу счетчика участков аппроксимации, Управлшощие входы первого и второго ynpaJBnaeMbix делителей частоты подклю.чены соответственно к выходу регистра и выходу счетчика участков аппроксима ции. Выход элемента запрета через пе вый и второй управляемые делители час тоты подключены ко входам блока вычи тания, выход которого через масштабир ющий блок подключен ко входу счетчика результата. Функциональная схема цифрового генератора гиперболических функций представлена на чертеже. Он содержит генератор тактовых импульсов 1, элемент запрета 2, делитель частоты аргумента 3, счетчик аргумент 4, делитель частоты участков аппроксимации 5, элемент задержки 6, счетчик участков аппроксимации 7, регистр 8, первый 9 и второй 10 управляемые делители частоты, блок вычитания 11, ма щтабирующий блок 12, счетчик результата 13, разрешающий 14 и запрещающий 15 входы блока запуска. Генератор реализует принцип кусочно Линейной аппроксимации с постоянным шагом квантования, равным uX rnoix / где m 2 (для удЪбства реализации). Аргумент X за исывается 6 виде функци номера П шага квантования и условной переменной t , принимающей значения О 41 $ 1 на шаге Д .( . Заданная для воспроизведения функц запишется как п- -tt m-tn-V i) Значения переменной У и ее приращен V для ( п -1) и п аппрокс мации представляются в виде - V - аЛ1уп-ч mCn-4l ш «Г ч/ 14 П п- ()(т-пм) а кусочно-линейная аппроксимирующая функция запиаются как (Un-4п Ъ .,- -АУрЧ Д ((Выраж:ениев,т/(пп-Г1)(гп-п- 1}представлят собой функцию угловых коэффициентов ппроксимирующих отрезков, зависящую олько от переменной п . Для ее реализа йи, а именно для реализации знаменаеля (гп-п) (m-n-t/1 )jB состав генеатора включены два управляемых делиеля частоты 9 и 10, коэффициенты деения которых изменяются соответствен- но как (пл-п ) и (m-ri + ), а выходы подключены к блоку вычитания импульов 11. Их суммарный коэффициент передачи равен , ЛА4 (m-n) (m-n 1) (m-nXf -nt О Отличие коэффициентов передачи на единицу обеспечивается включением в устройство регистра 8. При этом текущее число на вьрсодах работающего в режиме вычитанию счетчика 7, равно (m-n ), а на, выходах регистра 8 - (m-n +1). Очевидно, что в исходном состоянии в счетчик 7 записьшается число m , а в регистр 8 - число (ГП +1). Генератор гиперболических функций работает следующим образом. При подаче разрешающего сигнала на шину 14 блок 2 открьшается для прохождения импульсов на входы делителей 3, 5, 9 и 1О. . Делитель 5 осуществляет отсчет шага аппроксимации Ута«; г .ДА. где К у - коэффициент деления делителя 3, необходимый для получения требуемой дискретности выходной переменной. -SO- масштабный к,рэффициент при аргументе К . В момент окончания очередного шага А импульс с выхода делителя 5 управляет записью-в регистр 8 числа (пл-п ) из счетчика 7 и поступает через элемент 6 задержки в сЧетчик 7j вычитая из находящегося в нем числа единицу. Поступающие на вьгходблока вычитания 11 импульсы приводятся к необходимому масштабу блоком 12, коэффициент умножения которого равен Oim . -z. 0 у где масштабный коэффициент при выходной переменной . -О - варьируемый множитель. Если значение К окажется несколько большим единицы, то необходимо увеличить значение Vs д. Число m участков аппроксимации оп ределяется из условия , где Q, - погрешность аппроксимации, которая связана с числом m зависимостью: - ( wavic N В MOMetrr поступления в счетчик 4 заданного чиоло-иг.1пульсного эквивалента аргумента X 1О он . перепопняет-ся и закрьшает блок 2 запуска, а в счетчике 13 результата фиксируется значение функции, которое прошло все промежуточные значения от О до v В случае изменения множителя О тре буется скорректировать лишь значение Kv Технико-экономическая эффективность применения предложенного устройства обу словлена исключением блока постоянной памяти, что обеспечивает простую подготовку и смену воспроизводимой зависимости, увеличение точности без существенного усл-ожнения устройства. Формула изобретения Цифровой генератор гиперболических функций, содержащий генератор тактовых импульсов, элемент запрета, делитель частоты аргумента, счетчик аргумента, делитель частоты участков аппроксимации, элемент задержки, счетчик участков аппроксимации, счетчик результата, причем выход генератора тактовьрс импульсо через элемент запрета подключен ко нхо- 7 7 ду делителя частоты аргумента и делителя частоты участков аппроксимации, выход делителя частоты аргумента подключен ко аходу счетчика аргумента, которого подключен ко входу запрета элемента запрета, управляющий вход которого является управляющим входом цифрового генератора гиперболически.х функций, выход делителя частоты участков аппроксимации через элемеш- задержки подключен ко ьходу счетчика участков аппроксимации, отличающийся тем, что, с целью упрощения цифрового генератора гиперболических функций, он содержит регистр, первый и второй управляемые делители частоты, блок вычитания и масштабиргующий блок, причем управляющий и информационный аходы регистра подключены соответственно к вьь ходу делителя частоты участков аппроксимации и выходу счетчика участков аппро- ксимации, управляющие входы первого и второго управляемых делителей частоты подключены соответственно к выходу регистра и выходу счетчика участков аппроксимации, выход элемента запрета через первый и второй управляемые делители частоты подключен к соответствующим входам блока вычитания, выход которого через масштабирующий блок подключен ко входу счетчика результата. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 376778, кл. q 06 F 7/38, 2,Авторское свидетельство СССР № 415666, кл. G Об F 7/38 (прототип).

4

12

//