Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/28 

(54) функциейАЛЬНЫП ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может найти применение в устройствах, предназначенных для кусочно-линейных аппроксимаций произвольных функ ций, заданных цифровым кодом ординат. Известен функциональный преобразователь, основанный на разложение функций в ряд Фурье-Уолша, содержащий генератор функций Уолша, связанный с входами блока двухпозицион ных аналоговых переключателей, выходами подключенного к входам блока аналоговой памяти, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя l . Недостаток устройства - малое быстродействие и низкая точность из-за влияния паразитных реактивное тей и большой инструментальной погрешности резистивной матрицы блока памяти. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является, функциональный преобразователь, основанный на разложении Фурье-Уолша, содержащий блок мостовых переключателей, входы которого, подключены к .выходу блока формирования сигналов и выходам первого и второго блоков аналоговой памяти, входы которых соединены со входами преобразователя, выходы блока мостовых переключателей через первый и второй инверторы соединены с соответствующими выходами преобразователя 2 . Недостаток этого устройства низкая точность воспроизведения функций за счет представления их в виде кусочно-постоянных базисных функций (функций Уолша). Цель изобретения - повышение точности воспроизведения функций. Oija достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий блок формирования управляющих сигналов, инверторы и выходной сумматор, выход которого является выходом преобразователя, дополнительно содержит управляемые ключи и сумматоры, выход каждого из которых соединен непосредственно с первым входом соответствующего уп- . равляемого ключа и через соответствующий инвертор - со вторым входом указанного ключа, выход которого через соответствующий интегратор соединен со входом выходного сумматора, входы сумматоров, кроме пер вого, соединены со входами эталонных напряжений преобразователя, к первому входу подключен вход выходиого сумматора, управляющие входы управляемых ключей соединены с выходом блока формирования управляющих сигналов. На чертеже представлена схема функционального преобразователя для пяти отсчетов аппроксиьтруемой функ ции. Она содержит сумматоры 1-4, инверторы 5-8, управляемые ключи 9-12 интеграторы 13-16, выходной суммато 17 и блок 18 формирования управляющих сигналов, входные резисторы сумматоров 1-4 обозначены цифрами 19-22. Выходные резисторы выходного сумматора 17 - цифра1 5и 23. Функциональный преобразователь работает следующим образом. Разложение сигнала с помощью кусочно-линейных базисных функций Р( i, t) имеет вид: i(t) 1 ( i, t), (1) , где P(-i, t) - интегральные функции Уолша, которые опреде ляются как Р( , t) I waE ( i, t ) dt fli t i T,(2) для i 1 , 2, 3, .... P(0, t)Hl , wa2 ( i, t) - функции Уолша. Коэффициенты C разложения i(t) в ряд интегральных функций Уолша бу дут равны т С; - i (t) wae ( i, t) dt (3 о Для получения аппроксимированног значения функций в любой М5мёнг вре мени t необходимо вычислить коэффиц енты разложения Cj- пЪ й 1Т«1рГальйШ функциям Уолша заданной дискретной последовательности i(t), умножить каждую функцию Уолша на соответству щий коэффициент С 4 1 г проинтегриро вать взвешенные по а лплитудам 4)ункции Уолша, суммируя полученные значения в любой фиксированный момент времени с добавлением постоянной составляющей С оНа входы сумматоров 1, 2, 3, 4 подаются значения аппроксимируемой функции, представленные постояннами напряжениями U. На входы первог сумматора 1 подаются значения напр жений JUg и и,Тогда напряжение на выход сумматора 1 будет равно Ubbixi -l( 5 с,где К - коэффициент передачи сумма - тора 1. i , .. На входы сумматора 2 подаются напряжения -U Uj, -U4.Тогда напряжение на выходе сумматора 2 буде равно . выхг.- С ( -Uo)+ KgUx -KaC-U

748443 где Kj , Kj, Kg - коэффициенты передачи сумматора 2 по соответствующим входам. Путем подбора сопротивлений резисторов 20 обеспечивают соответственно и kj Kg, тогда UE,bix2 -KI- (-Uo) + 2U2+(-U4) 5 Cj Аналогичным образом выбираются сопротивления остальных входных резисторов сумматоров 3 и 4 в результате чего на их выходах будут напряжения, пропорциональные коэффициентам разложения Cj. Эти напряжения подаются на первые входы упpaвляeмьJX ключей 9-12, на вторые входы которых подаются те же напрйжения, но противоположного , с выходов инверторов 5-8. Работой ключей 9-12 управляет блок 18 формирования сигналов, который вырабатывает функции Уолша. В зависимости от того, какой уровень напряжения присутствует на управляющем входе (высокий или низкий) управляемые ключи подключают ко входам интеграторов 13-16 прямые или инвертированные значения напряжений с с выходов сумматоров 1-4, в результате чего на выходах интеграторов 13-16 будут напряжения J; Uj,,,,,.wae ( нь-г в результате, суммирования этих напряжений с напряжением Uo на выходе выходного сумматора 17 получается напряжение, соответствующее разложению входной функции, в ряд интегральных функций Уолша. Применение в качестве базиса интегральных функций Уолша, которые являются кусочно-линейными, дает возможность построить функциональньай преобразователь кусочно-линейногр типа, погрешность аппроксимации которого значительно меньше ,чем у преобразователя кусочно-постоянного типа. Формула изобретения Функциональный преобразователь,, содержащий блокформирования управляющих сигналов, инверторы и выходной сумматор, выход которого является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит управляенвле клйзчи и сумматоры, выход каждого из которых соединен непосредственно с первым входом соответствующего управляющего ключа и через соответствующий инвертор - со вторым входом указанного ключа, выход которого через соответствующий интегратор соединен со входом выходного сумматора, входы сумматоров, кроме перврто, соединены со входами эталонных напряжений преобразователя к первому входу сумматора подключен вход выходного сумматора, управляющие входы управляемых ключей соединены с выходом блока формирования управляющих сигналов.

Источники информации, принятые во внимание При экспертизу

с. 97-104.

(прототип).