Гибридный аппроксиматор функции @ - @

 

ГИБРИДНЫЙ АППРОКСИМАТОР ФУНКЦИИ , содержащий суммирующий Усилитель, выход которого является выходом аппроксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодоуправляемого делителя напряжения, а второй вход - с шиной ввода аргумента и с входом аналого-цифрового преобразователя , подключенного выходами к управляющим входам в,торого кодоуправляемого делителя напряжения и третьего кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом источника опорного напряжения, отличающийся 4 тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него дополнительно введены четвертый и пятый кодоуправляемые делители напряжения, два преобразователя кода и масштабирующий усилитель, подключенный входом к шине ввода аргумента, а выходом к сигнальному входу второго кодоуправляемого делителя напряжения, вы-ход которого соединен с сигнальным входом четвертого кодоуправляемого делителя напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя, а управлякяцими входами - к выходам первого преобразователя кода и к управляющим входам пятого кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным (Л входом с выходом третьего кодоуправляемого делителя напряжения, а выходом - с сигнальным входом первого кодоуправляемого делителя напряжения, подключенного управляющими входами к выходам второго преобразователя кода, соединенного входами с выходами аналого-цифрового преобразователя И с входами первого преобразователя кола.

(19) (11) 3(51) G 06 G 7/20

«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” «

««««« ю «; « (« г.

iñ:;" g<: ô4 ",.;. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ji(f j " À .= СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ. ф РЕСПУБЛИК (21) 3466804/18-24 (22) 07. 07. 82 (46) 23. 10. 83. Вюл. Р 39 (72) P.Â.Ãàëèåâ и В.З.Штейнберг (53) 681. 335 (088. 8) (567 1. Патент США )) 3678258, кл. 235 -150. 53, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 601704, кл. 5 06 Q 7/20, 1976

3. Авторское свидетельство СССР

)) 894735, кл. Q 06 Q 7/20, 1980 (прототип). (54)(57) ГИБРИДНЫЙ АППРОКСИМАТОР

ФУНКЦИИ У АХ, содержащий суммирующий усилитель, выход которого является выходом аппроксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодоуправляемого делителя напряжения, а второй вход - с шиной ввода аргумента и с входом аналого-цифрового пре- . образователя, подключенного выходами к управляющим входам второго кодоуправляемого делителя напряжения и третьего кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом источника опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него дополнительно введены четвертый и пятый кодоуправляемые делители напряжения, два преобразователя кода и масштабирующий усилитель, подключенный входом к шине ввода аргумента, а выходом— к сигнальному входу второго кодоуправляемого делителя напряжения, вы-. ход которого соединен с сигнальным входом четвертого кодоуправляемого делителя напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя, а управляющими входами — к выходам первого преобразователя кода и к управляющим входам пятого кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом третьего кодоуправляемого делителя напряжения, а выходом — с сигнальным входом первого кодоуправляемого делителя напряжения подключенного управляющими входами к выходам второго преобразователя кода, соединенного входами с выходами аналого-цифрового преобразователя и с входами первого преобразователя ко па.

1049928

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в гибридных вычислительных системах, системах автоматического управления и контроля и т.д. для выполнения кубического пре- образования аналоговых сигналов.

Известен гибридный функциональный преобразователь, содержащий блок входного аналого-цифрового преобразователя; блок адресации, блок па- 10 мяти и выходной блок интерполяции (1)..

Недостатком этого функционального преобразователя, позволяющего, в частности, выполнять кубическое преобразование аналоговых сигналов, 5 является большой объем аппаратурных затрат на реализацию.

Известен также кубический функциональный преобразователь, содер жащий группы пороговых элементов, группы ключей, суммирующие усилители..и узкодиапазонные квадратор и кубатор (2 .

Недостатком устройства является сложность технической реализации при повышенных требованиях к точности аппроксимации.

Наиболее близким к изобретению является гибридный аппроксиматор

Функции у=ах, содержащий суммирующийз0 усилитель, выход которого является выходом аппроксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодоуправI ляемого делителя напряжения, а вто.рой ухой - с шиной .ввода аргумента 35 и с входом аналого-цифровоro преобразователя, подключенного выходами к упранляющим входам второго кодоуправляемого делителя напряжения и третьего кодоуправляемого делителя 40 напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом источника опорного напряжения„ а выходом - с первым входом второго суммирующего усилителя, подключенного выходом к сигналь- 45 ному входу второго кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного выходом через третий суммирующий усилитель с сигнальным входом первого кодоупранляемого делителя напряжения (3) .

Недостатком известного устройстна является пониженная точность. аппроксимации.

Цель изобретения — повышение точности аппроксимации.

55 .Поставленная цель достигается тем, что в гибридный аппроксиматор функции у=ахЗ, содержащий суммирующий усилитель, выход которого является выходом аппроксиматора, первый 60 вход соединен с выходом первого кодоуправляемого делителя напряжения, а второй вход - с шиной ввода аргумента и с входом аналого-цифрового преобразователя, поДключенного выхода- 6$

Ъ мн к управляющим входам второго кодоуправляемого делителя напряжения и третьего кодоупранляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным входом с выходог источника опорного напряжения, дополнительно введены четвертый и пятый кодоупранляемые делители напряжения, два,преобразователя кода и масштабирующий усилитель, подключенный входом к шине внода аргумента, а выходом.- к сигнальному входу второго кодоупранляемого делителя напряжения, выход которого соединен с сигнальным входом четвертого кодоуправляемого делителя напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя, а управляющими входами -. к выходам первого преобразонателя кода и к управляющим входам пятого кодоуправляемого делителя напряжения, соединенного сигнальным входом с выходом третьего кодоуправляемого делителя напряжения, а выходом - с сигнальным входом первого кодоуправляемого делителя напряжения, подключенного управляющими входами к выходам второго преобразователя кода, соединенного входами с выходами аналого-цифрового преобразователя и с выходами первого преобразователя кода.

На чертеже изображена блок-схема гибридного аппроксиматора функции у«ах устройство содержит суммирующий усилитель 1, выход которого является выходом 2 аппроксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодо управляемого делителя 3 напряжения,. а второй вход — с шиной 4 ввода аргумента и с входом аналого-цифрового преобразователя 5, Преобразователь 5 подключен выходами к управляющим входам второго б и третьего 7 кодоуправляемых делителей напряжения, Третий кодоуправляемый делитель 7 соединен сигнальным входом с выходом источника 8 опорного напряжения.

Масштабирующий усилитель 9 соединен входом с шиной 4 ввода аргумента, а выходом - с сигнальным входом второго кодоупранляемого делителя 6.

Выход делителя 6 соединен с сигнальным входом четвертого кодоуправляемого делителя 10 напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя 1, а управляющими входами — к выходам первого преобразователя 11 кода н к управляющим входам пятого кодоупранляемого делителя 12 напряжения. Делйтель 12 соединен сигнальным входом с выходом третьего кодоупранляемого делителя

7, а выходом - с сигнальным входом первого кодоуправляемого делителя 3, подключенного управляющими входами к выходам второго преобразователя

1049928

Составитель С. Каэинов

Редактор О. Бугир Техред A.Бабинец Корректор Г. Решетник

Заказ 8428/47 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

13 кода, соединенного входами с выходами аналого-цифрового преобразо. вателя 5 и с входами первого преоб". раэователя 11 кода.

Принцип действия гибридного аппроксиматора основан на том, что

5 непрерывная функция у=ах, где а—

3 масштабный коэффициент, аппроксими руется полигональ ной (непрерывной кусочно-линейной) функцией с постоянной длиной участков аппроксимации 10 х . x 11е х 1 Cons t . .При этом уравнение аппроксимирующей полигональной Функции для х ь хп ° х п, j имеет вид у=а х (3х. п (и+1)+х" ах п(п+1) (2п+1)), где n=O,m - номер текущего участка;

m - общее число участков аппроксимации.

Для реализации, данного соотношения на суммирующем усилителе 1 суммируются три составляющие напряжения: ,две линейные составляющие, линейно зависящие от входного сигнала, и одна ступенчатая, при этом. величина напряжения на каждом участке аппроксимации определяется только номером

И участка.

Ступенчатая составляющая напряжения формируется путем умножения напряжения источника 8, численно равного величине Ьх, на коэффициенты

:передачи кодоуправляемых делителей

7,12 и 3, пропорциональные кодам на их управляющих входах. соответственно равных и, (n+1) и (2п+1).

Линейные составляющие выходного напряжения формируются умножением входного напряжения Х, масштабированного усилителем 9 с коэффициентом усиления, равным трем на коэффици- 40

) енты передачи кодоуправляемых делителей 6 и 10, пропорциональные кодам и и (и+1) на их управляемых входах.

Алгебраическая сумма этих напряжений с учетом общего масштабного 45 коэффициента передачи суммирующего усилителя 1, равного численно õ поступает на выход устройства.

Преобразователи кодов 11 и 13 непрерывно формируют коды (и+1) и (?п+1) и представляют собой обычные статические двоичные сумматоры.

Аппроксиматор работает следующим образом.

При отсутствии входного напряжения аргумента линейные и ступенчатые напряжения равны нулю и напряжение на выходе 2 отсутствует. При поступлении входного напряжения на шину 4 аналого-цифровой преобразователь

5 осуществляет определение номера

И участка аппроксимации в зависимости от величины этого входного сигнала. Шаг дискретизации преобразователя 5 выбирается равным gх. Код Й подается на управляющие входы кодоуправляемых делителей 7 и 6 напряжения и одновременно на входы преобразователей 11 и 13 кодов. Преобразователь 11 кодов производит добавление единицы к коду И и управляет коэффициентом передачи кодоуправляемых делителей 12 и 10, а преобразователь 13 кода производит умножение кода И на два (сдвиг влево на один разряд) и добавление единицы. Выходной код преобразователя 13, равный (2И+1), используется для управления коэффициентом передачи кодоуправляемого делителя 3.

В пределах одного участка аппрок симации ступенчатая составляющая выходного сигнала остается постоянной, а линейные составляющие изменяются в соответствии с изменением входного сигнала. В момент прохождения входным сигналом Х узлового значения и х и изменяются скачком ступенчатая составляющая и первая линейная составляющая, однако их сумма не изменяется, и напряжение на выходе

2 интерполирует функцию y=ax Рт и-ro узла к (n+1)-му узлу.

Таким образом, изобретение поэвопяет повысить точность аппроксимации за счет использования полигонального характера приближения вместо кусочно-ступенчатого.