Функциональный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к автоматй.ке и вычислительной технике и может быть использовано, в частности в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных и управляющих системах при реализации функциональных зависи- . мостей вида

Z (х)

где величины Z, у, х представлены в аналоговой форме.

Известен функциональный преобразователь , содержащий цифроаналоговый. преобразователь, укрепляющий усилитель , блок формирования скважности, аналого-цифровой преобразователь, дешифратор адреса , сумматор и блок памяти 1 .

Недостатком устройства.является пониженная точность функционального преобразования.

Известен также функциональный преобразователь, содержащий блок управления, блоки памяти, коммутаторы ординат ТА абцисс, многостабильный элемент, блок формирования скважности, блок буферных усилителей и нелинейный интерполирующий блок {2.

Недостатком устройства является сложность 1сонструктивной реализации при высоких требованиях к точности .

и стабильности функционального преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь, подключенный выходами к первой группе входов блока формирования скважности и к входам дешифратора адреса, выходы которого

0 соединены с адресными входами блока памяти, и первый цифроаналоговый преобразователь, подсоединенный выходом через усреднитель к выходу функционального преобразователя, при

5 чем вход аналого-цифрового преобразователя и аналоговый.вход первого цифроаналогового преобразователя яв ляются соответственно первым и вторым входами функционального преобра0зователя, а выхода блока памяти соединены с первыми входами элементов и соответственно первой и второй группы, выходы которых подключены к цифровьал входам первого и второго

5 цифроаналоговых преобразователей, причем аналоговый вход и выход второго цифроаналогового преобразователя соединены соответственно со вторым входом функционального преоб0разователя и с входом усредняющего усилителя, а выход блика формирования скважности подключен к вторым входам элементов И первой группы и через инвертор - к вторым входам эле ментов И второй группы Гз7. Недостаткомэтого устройства явля ется пониженная точность функциональ )ного преобразования из-за равномерного характера расположения узлов ап проксимации . Цель изобретения - повышение точности функционального преобразования. С этой целью в функциональный преобразователь, содержащий аналого цифровой преобразователь, подключенный выходами к первой группе вх дов блока формирования скважности и к входам дешифратора адреса, выходы которого соединены с адресными входами блока памяти, и цифроаналог вый преобразователь, подключенный выходом через усреднитель к выходу функционального преобразователя, пр чем вход аналого-цифрового преобраз вателя и аналоговый вход цифроанало гового преобразователя являются соответственно первым и вторым входам функционального преобразователя, в него введен коммутатор, соединенный выходами с цифровыми входами цифроаналогового преобразователя, первой и второй группами информационных входов - с выходами кодов смежных узловвлх значений ординат блока памя ти соответственно, а управляющим входом - с выходом блока формирования скважности, вторая и третья гру пы входов которого подключены к выходам кодов смежных узловых значений аргумента блока памяти соответственно. Блок формирования скважности содержит группу элементов И, первые входы которых являются второй групп входов блока формирования скважности , вторые входы подключены к выход первого блока сравнения кодов, а вы ходы - к установочным входам разряд счетчика, соединенного счетным вхо дом с выходом генератора тактовых импульсов, а выходами разрядов - с первыми группами входов первого и второго блоков сравнения кодов, вторые группы входов которых являются, роответственно третьей и первой группами входов блока формирования; скважности, причем выход вто рогр Ълока сравнения кодов подключе к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения кодов, а вы ход - с выходом блока формирования скважности, На фиг. 1 изображена блок-схема функционального преобразователя; на фиг. 2 - блок-схема блока формирования скважности. Функциональный преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь 1, подключенный выходами к первым цифровым входам 2 блока 3 формирования скважности и к входам дешифратора 4 адреса. Выходы дешифратора 4 соединены с адресными входами блока 5 памяти. Цифроаналоговый преобразователь 6 через усреднитель 7 подсоединен к выходу 8 функционального преобразователя. Вход преобразователя 1 и аналоговый вход преобразователя 6 являются соответственно первым 9 и вторым 10 входами функционального преобразователя. Коммутатор 11 соединен выходами с цифровыми входами преобразователя б , первой и второй группами информационных входов - с выходами кодов смежных узловых значений ординат f(x) и f() блока 5 памяти, соответственно, а управляющим входом - с выходом блока 3 формирования скважности. Вторая 12 и третья 13 группы входов блока 3 подключены к выходам кодов .узловых значений аргумента f(x) и f(x.j,) блока 5 памяти. Блок 3 содержит группу элементов И 14, первые входы Которых являются второй 12 группой входов блока 3, вторые входы подключены к выходу первого блока 15 сравнения кодов, а выходы - к установленным входам разрядов счетчика 16. Счетчик 16 соединен счетным входом с выходом генератора 17 тактовых импульсов, а выходами разрядов - с первыми-группами входов первого и второго блоков 15 и 18 сравнения кодов, вторые группы входов которых являются группами входов 13 и 2 блока 3. Выход блока 18 сравнения кодов подключен к первому входу триггера 19, второй вход которого соединен с выходом блока 15 сравнения .кодов, а выход - с выходом блока 3. Триггер 19 выполнен в виде R-S триггера. Функциональный преобразователь работает следующим образом. На первый вход 9 функционального преобразователя поступает в аналоговой форме аргумент х воспроизводимой функции. Этот аргумент преобразуется с помощью преобразователя 1 в цифровую форму и поступает на первую группу входов 2 блока формирования скважности, преобразующего текущее, значе,ние аргумента в прямоугольные импульсы, скважность которых изменяется линейно в пределах каждого участка разбиения функции f(x).. С выходов преобразователя 1 старшие разряды кода аргумента поступают на дешифратор 4, управляющий через адресные входы работой блока 5 памяти таким образом, что в течение одного участка аппроксимации воспроизводимой функции на выходы блока 5 памяти выдаются коды смежных узловых значений аргументов х и , и орди:нат f(x) и f(x) функции, т.е. н чсшьные и конечные значения аргумен тов и ординат воспроизводимого участка функции. Прямоугольные импульсы с выхода блока 3 управляют работой коммутато 11 время-импульсным способом, т.е. при наличии на выходе блока 3 единиччого сигнала, на цифровые входы преобразователя 6 поступает код начальной Г-ой ординаты участка аппроксимации функции, а при отсутств этого сигнала - код конечной (г+1)ординаты воспроизводимого участка. Так как скважность прямоугольных импульсов на выходе блока 3 изменяется по линейному закону, то на выходе усреднителя 7 происходит ли нейная интерполяция воспроизводимой функции с одновременным умножением на вторую переменную (на входное аналоговое напряжение, поступаю щее на вход 10 функционального преобразователя . Особенности работы блока формирования скважности 3 заключаются в следующем. Коды начального х и конечного х значений аргумента воспр изводимого участа разбиения функции с выходов блока 5 памяти поступают на первые входы элементов И группы элементов И 14 и на вторую группу входов блока 15 сравнения кодов. Та товые импульсы с выхода генератора поступают на счетный вход счетчика 16, выходной код которого подается первую группу входов блоков сравнения кодов 15 и 18. На вторую группу входов блока .18 поступает с выходов преобразователя 1 текущий код аргумента функции, причем на воспроизводимом участке функции обеспечивается выполнение условия х и: X накоплении в счетчике 16 кода, равного текущему значению кода аргу мента, на выходе блока 18 сравнения кодов появляется единичный сигнал, который .устанавливает триггер 19 в нулевое состояние. Далее, при дости жении кодом счетчика 16 величины кода конечного значения аргумента .,, , срабатывает блок 15 и единичный сигнал с его выхода устанавливает триггер 19 в единичное состояние, а также разрешает через группу элементов И 14 записать в счетчик 16 код начального, значения аргумента х. Затем цикл работы повторяется. Очевидно, что скважность 9 прямоугольных импульсов с выхода блока 3 в пределах воспроизводимого участка х- х х.. изменяется от нуля до единицы по линейному закону 9 X -„х i i+i -i Таким обраёом предлагаемый функционсшьный преобразователь позволяе по сравнению с известным повысить точ ность функционального преобразователя за счет неравномерного разбиения .функций на отдельные участки аппроксимации Формула изобретения 1.Функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь , подключенный выходами к |первой группе входов блока формирования скважности и к выходам дешифратора адреса, выходы которого соединены с адресными входами блока памяти, и цифроаналоговый преобразователь, подключенный выходом через усреднитель к выходу функционального преобразователя, причем вход аналогоцифрового преобразователя и аналоговый вход Цифроаналогового преобразователя являются соответственно первым и вторым входами функционального преобразователя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности функ1 иональнаго преобразования, в него введен коммутатор, соединенный выходами с цифровыми входами Цифроаналогового преобразователя, первой и второй группами информационных входов - с выходами кодов смежных узловых значений ординат блока Пс1мяти соответственно,а управляющим входом - с выходом блока формирования скважности,вторая и третья группы входов которого подключены к выходам кодов смежных узлов значений у. аргумента блока памяти cooTBeTCTBeHHOJ 2.Функциональный преобразователь по П.1, о т.л и ч а ющи и с я тем, что блок формирования скважности со-: держит группу элементов И, первые входы которых являются второй группой входов блЬка формирования скважности, вторые входы подключены к выходу первого блока сравнения кодов, а выходы - к установочным входам разрядов счетчика, соединенного счетным входом с выходом генератора тактовых импульсов, а выходами разрядов с первыми группами входов первого и второго блоков сравнения кодов, вторые группы входов которых являются соответственно третьей и первой группами входов блока формирования скважности, причем выход второго блока сравнения кодов подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом, первого блока срав.нения кодов, а выход - с выходом блока формирования скважности . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Корн.Г., Корн Т. Электронные аналоговые и анёшого-цифровые вычислительные машины. М., Мир, 1968, т.2, с.217-218, рис. 11, 316. 2.Авторское свидетельство СССР 696490, кл. G 06 G 7/26, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2542926/18-24, кл. G 06 G 7/26, 1977 (прототип). ;

Фиг.}