Кусочно-линейный аппроксиматор Советский патент 1982 года по МПК G06G7/28 

Изобретение относится к автомати-i ке и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, аппроксимирующих функций одной переменной .

Известны аппроксиматоры, постро- . енные на принципе кусочно-линейной аппроксимации и содержащие линейный потенциометр с. шунтирующими резисторами l .JQ

Недостатками таких устройств являются малая точность и невысокое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразова- )5 тель, содержащий выходной, сумматор, выполненный на дифференциальном операционном усилителе и п-парах мае штабных резисторов, каждый из которых одним из выводов присоединен к 20 одному из двух входов дифференциального операционного усилителя 2 .

Точность и стабильность такого устройства ограничивается точность

резисторов и количеством слагаемых, используемых при аппроксимации. Погрешность аппроксимации возрастает при увеличении весов суммирования и количества участков аппроксимации п.

: Цель изобретения - повышение точности и стабильности аппроксимации.

Поставленная цель достигается тем, что в кусочно-линейный аПпроксиматор, содержащий выходной сумматор, выполненный на дифференциальном операционном усилителе и п парах масштабных резисторов, каждый из которых одним из выводов присоединен к одному из двух входов дифференциального операционного усилителя, дополнительно введены п элементов НЕ, п элементов ИЛИ-НЕ, п пар ключей и многовходовый компаратор, причем п входов многовходового компаратора присоединены соответственно к п шинам опорных напряжений, а (п+1)-й вход является информационным входом уст3ройства, каждый 1-й из п выходов мно говходового компаратора соединены с входами всех элементов ИЛИ-НЕ с меньшим номером непосредственно и через элемент НЕ.с входом i-ro элемента ИЛЙ-НЕ, выход которого соедине с управляющими входами i-й пары ключей, сигнальные, входы которых соединены соответственно с информационным входом устройства и (п+1)-й шиной опорного напряжения, а выходы соединены соответственно с другими выводами масштабных резисторов i-й пары На фиг. 1 представлена блок-схем кусочно-линейного аппроксиматора, на фиг. 2 - кривая, поясняющая рабо ту устройства. Устройство содержит многовходовой компаратор 1, логический блок 2 п элементов НЕ 3, п элементов ИЛИНЕ k, п пар управляемых ключей 5, вы ходной сумматор 6, дифференциальный операционный усилитель 7, п пар масштабных резисторов 8. .. . . Первые п шин опорного напряжения 9 соединены с соответствующими входами многовходового компаратора 1, на (п+1)-й сигнальный вход которого подаете входной сигнал. Каждый i-й из п выходов, компаратора 1 сое-. динен с входами всех элементов ИЛИНЕ 4 с меньшим номером непосредственно, а с i -м элементом ИЛИ-НЕ Д через элемент НЕ 3. Выходы элементо ИЛИ-НЕ k соединены с управляющими входами соответствующих пар ключей Сигнальный вход первого ключа каждой пары ключей 5 соединен с информ ционным входом устройства, второго ключа - с (п+1)-й шиной опорного напряжения 10. Выходы каждой пары ключей соединены с одним из выводов соответствующего резистора соответстаущей пары масштабных резисторов 8, вторые выводы которых присоединены к одному из входов дифференциального операционного усилителя 7. УстрЪйство работает следующим об разом. Сравнение входного сигнала Ug с опорными напряжениями Е, ,2,... п, определяющими точки излома, про исходит на .многовходовом компараторе 1. Выходные сигналы компаратора и проходят через логический блок 2, имею1ций h выходов. Каждый из его ч4 выходных сигналов соответствует формулем-,.,,--.Таким образом, логический блок 2 производит выделение i-ro участка аппроксимации и при помощи логического сигнала, возникающего на 1-м выходе, включает к-ю пару управляемых ключей 3. Аппроксимация У определяется соотношением (фиг. 2) Y Y.k;U-x/V . Так как У , х,,; и.к - известные величины, то У КдХ+У,, где У| - текуС учетом,того, что щая константа, в схеке представлен напряаргумент х жением Ug,, а функция ,, в предлагаемом устройстве п ключей будут индивидуально подключать входной сигнал Ug, с коэффициентом , выставляемым на входе сумматора масштабными резисторами, а другие п ключей константу и в соответствии с их знаками либо на прямой, либо на инверсный вход сумматора 4. Текущая константа формируется от (п+1)-й шины опорного напряжения с помощью масштабных резисторов К, а коэффициент передачи на участках равен К -Qg . I Благодаря разделению операций сравнения и коммутации и тому, что при формировании линейного участка происходит суммирование только двух слагаемых, точность аппроксимации по сравнению с прототипом повышается в несколько раз, в зависимости от производной аппроксимируемой функции У(х). Формула изобретения Кусочно-линейный.аппроксиматор, содержащий выходной сумматор, выполненный на дифференциальном операционном усилителе и li парах масштабных резисторов, каждый из которых одним из выводов присоединен к одному из двух входов дифференциального операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности аппроксимации, он дополнительно содержит п элементов НЕ, п элементов ИЛИ-НЕ, п пар ключей и многовходовой компаратор, причем п входов-многовходового компаратора присоединены соответственно к шинам опорных на