Генератор ортогональных полиномов Советский патент 1980 года по МПК G06J3/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при построении цифроаналоговых вычислительных и моделирующих устройств. Иавестеи генератор полиномов, содержащий множительные блоки и сумматоры. Данное устройство позволяет одновременно генерироварь ряд ортогональных полиномов pL. устройство обладает невысокоЛ точностью формирования полиномов. Наиболее близким к предлагаемому является генератор ортогональных поливомов, содержащий П сумматоров и регистр кода аргумента, подключенный выходом к ви эовым входам цифроаналоговых множительных блоков, аналоговый вход первого на которых соединен с первым аналоговым ВЛОП.ОМ генератора ортогональных полиномов, а каждый 4 -ый { (П) сумматор подключен первым входом к выходу 4 -го ци(| оаналогового множительного блока и соединен выходом с аналоговым входом ( +1)-го цифроана- лотового множительного блока, причем выход И сумматора подключен к выходу полинома п степени генератора ортогональных полиномов, второй вход каждого -го сумматора соединен с -ым аналоговым входом генератора ортогональных полиномов, а между выходом и дополнительным входом каждого i -го цифроаналогового множительного блока включен дополнительный усилитель мощности 2j. Однако устройство обладает пониженной точностью вычисления ортогональных полиномов с большим диапазоном-изменения коэффициентов (полиномы Лежандра, Чебышева, Эрмита и др.) и, кроме этого, позволяет в каждом цикле работы генерировать только один полином. Цель изобретения - повышение точности генерирования полиномов и расширение класса решаемых задач путем одновременного воспроизведения П ортогональных полиномов. С этой целью в генераторе ортогональ ных полиномов содержащем к сумматоре и регистр кода аргумента, поаключенный выходом к Ц1(|ровым входам п цифроаналоговых множительных блоков, а нал о- гоеый вход перво о из которых соединен с аналоговым входом генератора ортогональных полиномов, а каждый k -ый () сумматор подключен первьп вхо кем. к выходу i -го цифроааалогового мвожительного блока и соединен выходом с аналоговым входом (i +1)-го цифро аналогового множительного блока, выход Л сумматора подключен к выходу полинома }| стерани генератора ортогонадьиых полиномов, дополнительно каждый «няй сумматор соединен вторым входом С аналоговым входом t ци оаналогово го множительного блока с третьим входом (+1)-го сумматора и подключен выхо- дом к выходу полинома ой степени, генератора ортогональных полиномов, а третий вход первого сумматора соединен с нулевой шиной генератора ортогсжальНЫХ ПОЛ1ШОМОВ. На чертеже изображена блок-схема ге нератора ортогональныхполиномов. Генератор ортогональных полиномов содержит п сумматоров 1, , i, . . . и регистр 2 кода аргумента к , подключенный Выходом к иифровь1м входам П цифроаяалоГовых множительных блоков 3, , 2 in Аналоговый вход первого множительного блока соединен с аналоговым входом 4 генератора ортогональ ных полиномов. Каждый -ый () сумматор 1 подключен первым входом я выходу -i -го цифроаналогового множительного блока 34 и соединен выходом с айалоговым входом ( +1)-го цифроанаж гового множительного блока . Кроме этого каждый i -ый суммагор 1 соединён вторым входом с аналоговым входом 1 -го цифроаналогового множительного блока 3 и с третьим входом (4+1)-го сумматора 1(44-4) ои ключен выходом к выходу 5 полинома Р: ( X ) ( -ой степени генератора орто- гсдаальных полином(ж, а третий вход первого сумматора . соединен с нулевой шиной генератора ортогональных полиномов. Генератор работает следующим образом. Формирование полиномов производится в соответствии с рекуррентной формулой Р{ И«аР41х).(2 иЬЪ-Р,«.и1, где а b - константы. Код аргумента х поступает через егистр 2 кода аргумента на цифровые ходы цифроаналоговых множительных локов .... 3 . На вход 4 генератора ортогойальных полиномов подается налоговый сигнал, который поступает на налоговй вход цифроаналогового множительного блока 3 , второй вход сумматора и на третий вход сумматора 1,2 . На выходе множительного блока сйразуется .напряжение пропорциональное произведению входного аналогового сигнала на значение кода арг мента. Это напряжение поступает на первый вход сумматора 1. , на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное полиному первой степени, умноженному на аналоговый сигнал (с входа 4). Это напряжение подается на выход 5 полинома первой степени генератора ортогональных полиномов, а также на аналоговый вход множительного блока 2 второй вход сумматора l. на третий вход сумматора . Аналогичным образом на выходе сумматора 1я формируется напряжение, пропорциональное полиному второй степени, умноженному на входной аналоговый сигнал. Далее вышеописанные действия повторяются, т. е. на каждом из выходов 5 , 5л ... генератора будут одновременно всюпройзводиться напряжения, пропорциональные полиномам соответствующей степени, умноженные на аналоговый сигнал, поступающий на вход 4 генератора ортогональных полиномов. Это позволяет , использовать генератор ортогональных полиномов при построении различных устройств анализа, синтеза и фильтрации сигналов. Достоинствами генератора являются также однородность структуры и небольшой диапазон изменения коэффициеит(Л, упрощающие ее проектирование и настройку, и позволяющие реализовать матрицы. Например, при реализации полиномов Лежандра до шестой степени включительно коэффициенты суммирования отличаются не более чем в 6 раз, полиномов Ч бышева - в 4 раза. При в условиях реально досгижимых погрешностей суммирования и нелинейности ци оаналоговых множительных блоков равных 0,02%, погрешность воспроизведения полинома Лежандра 6-й степени составляет 11%, в то время как при реализации с помощью известных устройств на аналогичных элементах эта величина составляет уже для полинома 4-й степени 36%. Формула изобретения Генератор ортогональных полиномов, содержащий п сумматоров и регистр код аргумента, поцключенный ВБГХОДОМ к цифровым вкодам п цифроаналоговых множительных блоков, аналоговый вход первого из которых соединен с аналоговым BXCiaoM генератора ортогональных полино- мов, а каждый -ый (16iin) сумматор подключен первым входом к выходу 4 -го цнфроаналогового множительного блока и соединен выходом с аналоговым входом (;|+1)-го цифроаналогового множительного блока, причем выхоа П сумматора подключен к выходу полинома 1 степени генератора ортогональных полиномов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности генерирования Полиномов и расширения класса решаемых аадач путем одновременного воспроизведения п ортогональных полиномов, каждый i -ый сумматор соединен вторым входом с аналоговым вхЬдом | -го цифроаналогового множительного блока и с третьим вxoдcнvf (+1)-го сумматора и подключен выходом к выходу полинома -юй степени генератора ортогональных полиномов, а третий вход первого сумматора соединен с нулевой шиной генератора ортогональных полиномов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании N 1338397, кл. G 4 Q, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 421015, кл. q Об J З/ОО, 1972 (прототип).