Цифровой аппроксиматор

 

ЦИФРОВОЙ АППРОКСИМАТОР, содержащий первый счётчик, дешифратор , реверсивный счетчик, блок памяти , первую группу импульсно-потенциальных элементов И и первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами импульсно-потенциальных элементов И первой группы, потенциальные входы которых соединены с выходами разрядов первого счетчика, йыход дешифратора соединен с входом блока памяти, отли чающийс я тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него введены второй счетчик, вторая группа импульсно-потенциальных элементов И, второй элемент ИЛИ, два импульсных вычитателя и два управляемых делителя частоты , управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходсши блока памяти соответственно, третий и четвертый выходы которого соединены с установочным и управляющим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом перво.го управляемого делителя частоты , информационный вход которого соединен с выходом первого импульсного вычитателя и информационном входом второго управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с импульсными входами импульсно-потенциальных элементов И первой и вто§ рой групп, потенциальные входы импульсно-потенциальных элементов И второй группы соединены с выходами разрядов первого счетчика, вцр ходы которого подключены к входам дешифратора, вход первого счетчика с с соединен с входом аппроксиматора и первым входом второго импульсного вычитателя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ и первым входом первого импульсного вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выФ Ф ходами импульсно-потендиальных элементов И второй группы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 5В G 06 F 7/544

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытзФ 1) 3353233/18-24 (22) 16.11,81 (46) 07.04.83, - Бюл. Р 13 (72) В.Б.Дудыкевич и З,М.Стрилецкий (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 681.325(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Ф 800996, кл. G 06 F 15/31, 1979.

2.. Авторское свидетельство СССР

9 543945, кл. C 06 F 15/31, 19.75 (прототип). (54) (57) ЦИФРОВОЙ АППРОКСИМАТОР, содержащий первый счетчик, дешифратор, реверсивный счетчик, блок памяти, первую группу импульсно-потенциальных элементов И и первый элемент KlIH входы которого соединены с выходами импульсно-потенциальных элементов И первой группы, потенциальные входы которых соединены с выходами разрядов первого счетчика, выход дешифратора соединен с входом блока памяти, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него введены второй счетчик, вторая группа импульсно-потенциальных элементов И, второй элемент ИЛИ, два импульсных вычитателя и два управляемых делителя частоты, управляющие входы которых сое„;SU,» l 010619 A динены с первым и вторым выходами блока памяти соответственно, третий и четвертый выходы которого соединены с установочным и управляющим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, информационный вход которого соединен с выходом первого импульсного вычитателя и информационным входом второго управляемого делителя частоты, выход кот. рого соединен с входом второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с импульсными входами импульсно-потенциальных элементов И первой и второй групп, потенциальные входы им- щ пульсно=потенциальчых элементов И второй группы соединены с выходами разрядов первого счетчика, вы ходы которого подключены к входам С дешифратора, вход первого счетчика соединен с входом анпроксиматора й: и первым входом второг9. импульсного вычитателя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ и {, первым входом первого импульсного вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго элемента

ИЛИ, входы которого соединены с выходами импульсно-потенциальных элементов И второй группы. М® 1010619

Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике и может использоваться для линеаризации характеристик частотных датчиков, в специализированных вычислительных устройствах для аппроксимации заданных функциональных зависимостей и т.п.

Известно число-импульсное линеаризующее устройство с масштабированием, содержащее управляежай делитель частоты, делитель частоты, элемент И-ИЛИ, блок памяти, счетчик адреса и переключатель каналов 1)..

Однако данное устройство имеет низкую точность аппроксимации. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий три управляемых делителя частоты, дешифратор, блок памяти, блок управления и генератор опорной частоты, выход которого соединен с сигнальным входом первого управляемого делителя частоты, соединенного выходом с сигнальным входом второго управляемого делителя частоты, выход которого является выходом преобразователя, и подключенного цифровыми входами коэффициента деления к первым выходам блока памяти, соединенного первыми. входами с первыми выходами дешифратора, входы блока управления соединены с вторымвыходами дешифратора,а выходы подключены к второму входу блока памяти и управляющим входам первого управляемого делителя частоты, соединенного счетным входом коэффициента деления и цифровыми выходами коэффициента деления соответственно с выходом дополнительного 40 управляемого делителя частоты, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, и входами дешифратора, причем вторые и третьи выходы блока памяти соединены соответственно с цифровыми входами коэффициентом деления второго дополнительного управляемых делителей частоты $2(.

Недостатком известного устройства является пониженная точность воспроизведения функциональных зависимостей, обусловленная применением кусочно-линейной аппроксимации функции.

Цель изобретения — повышение точности аппроксимации.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой аппроксиматор, содержащий первый счетчик, дешифратор, реверсивный счетчик, блок памяти, 6О первую группу импульсно-потенциальных элементов И и первый элемент ,ИЛИ, входы которого соединены с выходами ймпульсно-потенциальных элементов И первой группы, потенциаль- g5 ные входы которых соединены с выходами разрядов первого счетчика, выход дешифратора соединен с входом блока памяти, дополнительно введены второй счетчик, вторая группа импульсно-потенциальных элементов И, второй элемент ИЛИ, два импульсных вычитателя и два управляемых делителя частоты, управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами блока памяти соответственно, третий и четвертый выходы которого соединены с установочным и управляющим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен . с выходом первого управляемого делителя частоты, информационный вход которого соединен с выходом первого импульсного вычитателя и инфомационным входом второго управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с импульсными входами импульсно-потенциальных элементов И первой и второй групп, потенциальные входы импульсно-потенциальных элементов И второй группы соединены с выходами разрядов первого счетчика, выходы которого подключены к входам дешифратора, вход первого счетчика соединен с входом аппроксиматора и первым входом второго импульсного вычитателя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом . первого элемента ИЛИ и первым входом первого импульсного вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами импульсно-потенциальных элементов И второй группы.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого.аппроксиматора.

Цифровой аппроксиматор содержит вход 1, счетчики 2 и 3, группы 4 и

5 импульсно-потенциальных элементов И, элементы ИЛИ б и 7, импульсные вычитатели 8 и 9, управляемые делители 10 и 11 частоты, реверсивный счетчик 12, дешифратор 13 и блок

14 памяти.

Счетчик 3, группа 4 и элемент ИЛИ б образуют первый двоичный умножитель, управляемый счетчиком 2, а счетчик 3, группа 5 и элемент ИЛИ 7 второй умножитель, управляемый счетчиком 2.

УстройствО работает следующим образом.

Вначале все блоки. устанавливаются в исходное положение. В исходном положении счетчики 2 и 3 находятся в нулевом состоянии, с помощью блока 14 памяти устанавливаются значения коэффициентов деления делителей

10 и 11, записывается начальное чис. ло п в реверсивный счетчик 12 и

1010б19

dó = dy 1у

» I

25 где Йу — приращения импульсной г.. последовательности у ;

dy» - приращения импульсной последовательности у

dy — приращения импульсной после довательности у 30

Определим dy„ у, = dx - dy4 (2) где dx - приращения импульсной последователвности х;

dy — приращения импульсной по следовательности у4, поступающей с выхода элемента

ИЛИ б (выхода первого двоичного умножителя). 40

Подставим выражение (2) в (1) dy = dx dye. 4Уз

Определим dyú и dy4

dy (4) коэффициент пересчета счетчиков 2 и 3 перво-. го и второго двоичнЫх умножителей:

М =,„. (3

xk d выражения (4) и (5) в 55 где m

Подставив (3) X k d2 X kd 1 . (6)

ill m

dyт = dx (7) 60

Откуда айх

С1у - = m (8) устанавливается режим его работы: сложение или вычитание на первом участке. аппроксимации. На вход 1 устройства поступает импульсная последовательность х которая поступает также на первый вход импульсного.вычитателя 8. Импульсная по следовательность у» с выхода вычитателя 8 поступает на первый вход импульсного вычитателя 9, с выхода которого она поступает на вход. управ- 10 ляемого делителя 10 частоты, с выхода которого последовательность у,1с» . где k — коэффициент деления блока

10, поступает на вход счетчика 3, что вызывает.появление импульсной по- 15 следовательности.у на выходе элемента ИЛИ 7 (на выходе второго двоичного умножителя). Эта импульсная после довательность поступает на второй вход импульсного вычитателя 9. Работа вычитателя 9 описывается выражением

Импульсная. последовательность у поступает на вход управляемого делителя 11 частоты, на выходе которого получим

dZ = k dy (9) где dZ — приращения импульсной по- . следовательности на выходе делителя 11;

k --..коэффициент деления делитеЯ. ля 11.

Приращения ЙХ интегрируются реверсивным счетчиком 12,. в котором формируется результат преобразования.

Решение уравнения (9) с учетом (8) г-gm f —,. "--„- ф tn(m+2k„x)J =

1п(1 + k х) . (10)

ka. ж 2

% 2 1m

В общем случае с учетом первоначально записываемого в.реверсивном счетчике 12 числа пе работа аппроксиматора описывается выражением

И

m ka g т+2Ь x ) о 2 = Г„ m+ x. п ! где 1 . — номер текущего участка ап . проксимации; п„. - количество участков аппроксимации; х - значение аргумента на теку1 щем участке аппроксимации; х „ - значение аргумента в конце предыдущего участка аппроксимации;

k„,k - значения»коэффициентов на . текущем участке аппроксимации.

В формуле (11) знак "+" ставится при работе реверсивного счетчика f2 в режиме сложения, "-" — в режиме вычитания.

Из выражения (11) видно, что цифровой аппроксиматор осуществляет кусочно-линейную аппроксимацию заданных функциональных зависимостей.

Если установить коэффициент деления блока 10 равным бесконечности, то можно осуществлять кусочно -линейную аппроксимацию. В этом случае отсутствует импульсная последовательность, поступающая с выхода делите- ля 10 на вход счетчика 3, а спедо- . вательно, отсутствуют импульсные последовательности с выхода двоич.ных умножителей. Входная импульсная последовательность через импульсные вычитатели 8 и 9 поступает на вход делителя 11, коэффициентам деления которого можно задавать наклон аппроксимирующих отрезков. Результат, как и в предыдущем случае, формируется в реверсивном счетчике 12..

Осуществление кусочно-нелинейной аппроксимации функций, воспроизво1010619

Составитель А, Зорин

Редактор М,Рачкулинец Техред N,Тепер Корректор E Ротко

Заказ 2488/37 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал. ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 димой предлагаемым аппроксиматором, поЗволяет существенно увеличить точность воспроизведения заданных функциональных зависимостей. Обеспечение возможности осуществления кроме кусочно-нелинейной также и кусочно-линейной аппроксимации является еще одним подтверждением технико-экономических преимуществ предлагаемого изобретения.