Амплитудно-импульсный функциональ-Ный пРЕОбРАзОВАТЕль Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

(54) АМПЛИТУДНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

/

Изобретение относится к автоматик ке и вычислительной технике и может йлть использовано в гибридных системах передачи и обработки информации для восстановления и воспроизведения функций аналогового сигнала по последовательности его выборочных значений, в частности, путем интерполяции функций по формуле Ньютона.

Известно устройство для воспроизведения функций, содержащее управляемые ключи, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижней частоты, счетчики, генератор импульсов, дешифратор и элементы памяти Щ .

Недостатком устройства является пониженная точность воспроизведения и восстановления промежуточных значений функции между ее выборочными значениями.

Известен также амплиту дно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, счетчик, блок управления, циФроаналоговые преобразователи, управляемые ключи, интеграторы, элементы памяти и выходной сумматор Г21 .

Недостатком преобразователя также является пониженная точность воспроизведения функций.

Наиболее близким к предлагаемому является амплитудно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор, п ключей .записи (где п - число отсчетов функции на текущем интервале воспроизведения), подключенных сигнальными входами к входу устройства, а выходом каждого 1-го (1 i п) ключа

0 записи через i-ю ячейку памяти - к сигнсШЬному входу каждого i-го ключа считывания п групп ключей считывания, выходы которых соединены с соответствующими входами первого

5 промежуточного сумматора, причем управляющие входы ключей записи и считывания подключены к соответствующим выходам блока управления, а входы выходного сумматора соединены

0 с выходами первого промежуточного сумматора и интегратора, подключенного входс1ми к выходам соответствующих ключей считывания и к одному из входов первого промежуточного сум5матора, соединенного с выходами соответствующих ключей считывания через инвертор ГЗ.

Недостатком этого изобретения является пониженная точность воспроизведения функций, что обусловлено

0

использованием аппроксимирующих полиномов невысокого порядка и аналоговых элементов для восстановления значений воспроизводимых функций.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения функций. С этой целью в амплитудно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор, п ключей записи (где п - число отсчетов функции на текущем интервале воспроизведения) , подключенных сигнальными входами к входу устройства а выход каждого i-го (1 -s S п) ключа записи через i-ю ячейку памят подключен к сигнальному входу каждого 1-го ключа считывания п групп ключей считывания, выходы которых соединены с соответствунвдими входам первого промежуточного сумматора, причем управляющие входы ключей записи и считывания подключены к соответствующим выходам блока управния, введены (п-2) дополнительных сумматоров, (п-2) преобразователей кодов, (п-1) управляемых делителей напряжения, генератор импульсов и счетчик, соединенный входом с выходом генератора импульсов, а выходом - с входами преобразователей кодов и с управляющим входом первог управляемого делителя напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу первого промежуточного сумматора, причем выход каждого j-ro (1 jf J n-2) преобразователя кодов соединен с управлякнцим входом (j+l)-ro управляемого делителя напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу J-ro дополнительного сумматора, а входы каждого дополнительного сумматора соединены с выходами соответствукйцих ключей считывания п групп ключей считывания, причем остальные входы выходного сумматора подключены к выходам управляемых делителей напряжения.

На чертеже изображена блок-схема преобразователя для случая , т.е для случая интерполяции функций по формуле Ньютона 2-го порядка. .,

.Амплитудно-импульсный функциональный, преобразователь в этом случае содержит ключей 1, 1/2,13 записи (по числу отсчетов функции на текущем интервале ее воспроизведения) , подключенных сигнальными входам к входу 2 устройства. Выход каждоРо -го ключа l,- (1 i и 3) соединен через ячейку памяти 3 PJ с сигнальным входом каждого г -го ключа 4 J считывания трех групп ключ считывания. Управляющие входы всех ключей 1и 4 подключены к соответствующим выходам блока 5 улравления Счетчик 6 соединен счетным входом с выходом генератора 7 импульсов, а вдходом со входом преобразователя 5

кодов и с управляющим входом первого уттравляемого делителя 9 напряжения i подключенного сигнальным входом к выходу дополнительного сумматора 12.Первый вход выходного сумматора 13 и входаа промежуточного и дополнительного сумматоров 12 и 13 соединены с соответствующими выходами ключей 4 трех групп ключей считыванияiОстальные входы выходного сумматора 13 подключены к выходам делителей 9 и 11 напряжения. Блок 0 5 упраовления может быть реализован, например на генераторе 14 тактовых импульсов, элементе 15 задержки, кольцевом регистре 16 сдвига и элементах И 17. Преобразователь 8 кодов, 5 осуществляющий квадратичное преобразование выходного кода счетчика 6, может бытьвыполнен, например, в виде статического кодового преобразователя на элементах ИЛИ, входы и выходы которых подключены к соответствующим входам и выходам разрядов преобразователя 8. Ячейки памяти 3 могут быть выполнены на конденсаторах и развязывающих операционных усилителях.

Преобразователь работает следующим образом.

На вход 2 поступают отсчеты функции. Блок 5 управления формирует последовате |ьность командных импульсов, 0 управляющих работой ключей 1 записи, обеспечивая запись и обновление информации о выбранных отсчетах функции, используемых для восстановления функции на текущем интервале ее воспроизведения. Выходное напряжение формируется по трем отсчетам входного сигнала в соответствии с формулой Ньютона второго порядка

U(t,+.trh)U,-+t(2U,- -|Ul-l 42 +

+ ,

где h - период дискретизации входного сигнала;

f t -„,t

С€ Го, 1..

В соответствии с данной формулой блок 5 управления осуществляет, одновременно с обновлением информации 0 в ячейках памяти 3, считывания заполненных значений отсчетов входногосигнала на входы сумматоров 10, 12 и 13. При этом в каждом такте считывания на первый вход сумматора 13 поступает нулевая составляющая формула Ньютона с выхода соответсвующих :ключей 4 считывания, на второй-вход сумматора 13 - линейная сОставлякицая с выхода делителя 9 напряжения, а на трети й вход - квадратичная -составляю0 щая с выхода делителя 11. Сумматоры 10 и 12 осуществляют предварительное взвешенное суммирование отсчетйв. входного сигнала,.а требуемый линейный и квадратичный характер изменения этих 5 взвешенных сумм на каждом интервале

воспроизведения осуществляется путем изменения коэффициентов передач (равляемых делителей 9 и 11 напряжения. В частности коэффициент передачи делителя .9 зависит линейно от величины кода, накапливаемого в счетчи ке 6, а коэффициент передачи делител 11 - .квадратично, при этом частота импульсов, поступающих на вход счетчика 6 с генератора 7 в 2 раз выше частоты дискретизации входного сигнала (где 1 -разрядность счетчика 6).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет по сравнению с известным повысить точность воспроизведения функций как за счет повышения порядка используемых аппроксимирующих -полиномов, так и за счет цифрового характера формирования развертывающих сигналов на текущих интервалах воспроизведения,

Формула изобретения

Амплитудно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор,п ключей записи (где п - число отсчетов функции на текущем интервале воспроизведения) , подключенных сигнальными входами к входу устройства, а выход каждого 1-го (1 г п) ключа записи через -ю ячейку памяти подключен к сигнальному входу каждо:го 1-го ключа считывания п групп |ключей считывания, выхода которых соединены с соответствующими входам промежуточного сумматора, причем управляющие входы ключей записи

считывания подключены к соответствую ДИМ выходам блока управления, о т |П и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций, в него введены (п-2) доИолнительных сумматоров (п-2) преобразователей кодов, (п-1) /правляемых делителей напряжения, генератор импульсов и счетчик, соединенный входом с выходом генератора импульсов, а выходом - с входами преобразователей кодов и с управяяющим- входом первого управляемого делителя напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу промежуточного сумматора, причем выход каждого J -го (1 4 J п - 2) преобразователя кодов соединен с управляюощ входом (j+l)-ro управляемого делителя напряжения, подключенного сигнгшьным входом к выходу J-ro дополнительного сумматора, а.входы каждого дополнительного сумматора и первый вход выходного сумматора соединены с выходами соответствующих ключей считывания п групп ключей считыва,ния, причем остальные входы выходного сумматора подключены к выходгим управляемых делителей напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР по заявке 2516796/18-24, кл. G 06 6 7/26, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР И 691881, кл. G 06 G 7/30, 1977 (прототип),