Устройство для воспроизведения функций

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПЮИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ, содержащее первый цифроаналоговый преебразователь, аналоговый вход которого является входом устройства, цифровой вход соединен с первым выходом блока памяти, а выход - с сигнальным входом переключателя полярности, подключенного управляющим входом к первому выходу анализатора экстремумов, а выходом - к входу интегратора, соединенного выходом с . первыми входами первого и второго компараторов и с первым аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к второму выходу блока памяти, а выходом - к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с шиной ввода опорного нап; ряжения положительной полярности и с вторым входом первого компаратора, а третьим входом - с вь1ходом третьего цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к третьему выходу блока памяти, соединенного входом с выходом счетчика, суммируч ющий вход которого подключен к второму выходу анализатора экстремумов, соединенного первым и вторым входами с выходами первого и второго компараторов соответственно, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет воспроизведения функций знакопеременного аргумента при одновременном повышении точности воспроизведения, в него введен инвер тор, подключенный входом к выходу интегратора , а выходом - к первому аналоговому входу третьего цифроаналогового преобразователя , соединенного вторым аналоговым входом с шиной ввода опорного напряжения отрицательной полярности, вторым аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя и с вторым входом второго компаратора, а третий выход анализатора экстремумов ключен к вычитающему входу счетчика. (Л 2. Устройство по п. 1,отличаюс щ е е с я тем, что анализатор экстремумов содержит элемент ИЛИ, два триггера, переключатель и узел сравнения, подключенный входами к выходам первого и второго триггеров, а выходом - к управляющему входу переключателя , выходы которого являются вторым и третьим выходами анализатора экстремумов, а сигнальный вход соединен с первым выходом анализатора экстремумов и прямым выходом первого триггера, подключенного счетным входом к выходу элемента ИЛИ, соесд диненного первым входом с первым входом анализатора экстремумов и с первым установочным входом второго триггера, второй установочный вход которого подключен к второму входу анализатора экстремумов и к второму входу элемента ИЛИ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3+9 6 06 G 726

ГОСУДАРСТВЕКНЫЙ KOMHTET CCC

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ФСЕго1 ". (21) 3520509/24 — 24 (22) 10.12.82 (46) 30.11.84. Бюл. N 44 (72) Н. А. Недовесов (53) 681.335 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

No 932507, кл. 6 06 G 7/26, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР Р 726542, кл. G 06 G 7/26, 1977 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ, содержащее первый цифроаналоговый преобразователь, аналоговый вход которого является входом устройства, цифровой вход соединен с первым выходом блока памяти, а выход — с сигнальным входом переключателя полярности, подключенного управляющим входом к первому выходу анализатора экстремумов, а выходом — к входу интегратора, соединенного выходом с . первыми входами первого и второго компараторов и с первым аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к второму выходу блока памяти, а выходом — к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с шиной ввода опорного напряжения положительной полярности и с вторым входом первого компаратора, а третьим входом — с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым вхо. дом к третьему выходу блока памяти, соединенного входом с выходом счетчика, суммиру-. ющий вход которого подключен к второму выходу анализатора экстремумов, соединенного

„„SU„„3 126975 А первым и вторым входами с выходами первого и второго компараторов соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет воспроизведения функций знакопеременного аргумента при одновременном повышении точности воспроизведения, в него введен инвер тор, подключенный входом к выходу интегратора, а выходом — к первому аналоговому входу третьего цифроаналогового преобразователя, соединенного вторым аналоговым входом с шиной ввода опорного напряжения отрицательной полярности, вторым аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя и с вторым входом второго компаратора, а третий выход анализатора экстремумов под ключен к вычитающему входу счетчика.

2.Устройство по и. 1,отличающ е е с я тем, что анализатор экстремумов содержит элемент ИЛИ, два триггера, переключатель и узел сравнения, подключенный входами к выходам первого и второго триггеров, а выходом — к управляющему входу переключателя, выходы которого являются вторым и третьим выходами анализатора экстремумов, а сигнальный вход соединен с первым выходом анализатора экстремумов и прямым выходом первого триггера, Подключенного счетным входом к выходу элемента ИЛИ, сое. диненного первым входом с первым входом анализатора экстремумов и с первым установочным входом второго триггера, второй установочный вход которого подключен к второму входу анализатора экстремумов и к второму входу элемента ИЛИ.

1126975

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к гибридным функциональным преобразователям.

Известно устройство для воспроизведения функций, содержащее блок формирования 5 импульсов, счетчик, блок памяти, блок пораз. рядного сравнения кодов, коммутатор и выходную резисторную матрицу (1) .

Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности и пони- t0 женная точность из-за наличия бросков выходного напряжения в моменты перехода аргумента через узловые значения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для воспроизведения функций, 1 содержащее первый цифроаналоговый преобразователь, аналоговый вход которого является входом устройства, цифровой вход соединен с первым выходом блока памяти, а выход— с сигнальным входом переключателя поляр- go ности, подключенного управляющим входом к первому выходу анализатора экстремумов, а выходом — к входу интегратора, соединенного выходом с первыми входами первого и второго компараторов и с первым аналого- 2 вым входом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к второму выходу блока памяти, а выходом — к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с шиной ввода опорного напряжения положительной полярности и с BTophlM входом первого компаратора, а третьим входом — с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к третьему

35 выходу блока памяти, соединенного входом с выходом счетчика, суммирующий вход которого подключен к второму выходу анализатора экстремумов, соединенного первым и вторым входами с выходами первого и вто.40 рого компараторов соответственно (2).

Недостатками прототипа являются ограниченная область применения, так как он позволяет воспроизводить функции, аргументом которых является интеграл от произвольного

45 входного сигнала только одной полярности, и пониженная точность воспроизведения функций, Цель изобретения — расширение области . применения устройства за счет воспроизведениФ функций энакопеременного аргумента при одновременном повышении точности воспроизведения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения функций, .«5 содержащее первый цифроаналоговый преобразователь, аналоговый вход которого является входом устройства, цифровой вход соединен с первым выходом блока памяти, а выход— с сигнальным входом переключателя полярности, подключенного управляющим входом к первому выходу анализатора экстремумов, а выходом — к входу интегратора, соединен. ного выходом с первыми входами первого и второго компараторов и с первым аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к второму выходу блока памяти, а выходом— к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с шиной ввода опорного напряжения положительной полярности и с вторым входом первого компаратора, а третьим входом — с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, подключен.

1 ,ного цифровым входом к третьему выходу

,блока памяти, соединенного входом с выходом счетчика, суммирующий вход которого подключен к второму выходу анализатора экстремумов, соединенного первым и вторым входами с выходами первого и второго компараторов соответственно, дополнительно вве ден инвертор, подключенный входом к выходу интегратора, а выходом — к первому аналоговому входу третьего цифроаналогового преобразователя, соединенного вторым аналоговым входом с шиной ввода опорного напряжения отрицателвной полярности, вторым аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя и с вторым входом второго компаратора, а третий выход анализатора экстремумов подключен к вычитающему входу счетчика.

Анализатор экстремумов содержит элемент

ИЛИ, два триггера, переключатель и узел сравнения, подключенный входами к выходам первого и второго триггеров, а выходом— к управляющему входу переключателя, выходы которого являются вторым и третьим выходами анализатора экстремумов, а сиг нальный вход соединен с первым выходом анализатора экстремумов и прямым выходом первого триггера, подключенного счетным входом к выходу элемента ИЛИ, соединенного первым входом с первым входом анализатора экстремумов и с первым установочным входом второго триггера, второй установочный вход которого подключен к второму входу анализатора экстремумов и к второму входу элемента ИЛИ.

На чертеже изображена блок-схема устройства для воспроизведения функций.

Устройство содержит первый, второй и трез тий цифроаналоговые преобразователи 1, 2 и

3, переключатель 4 полярности, интегратор 5, первый и второй компараторы б и 7, анали. затор 8 экстремумов, счетчик 9, блок 10 памяти, выходной сумматор 11, инвертор 12, 1126975 шины 13 и 14 ввода опорного напряжения отрицательной и положительной полярности соответственно и вход 15 устройства. Анализатор 8 экстремумов содержит элемент ИЛИ

16, первый и второй триггеры 17 и 18, 5 переключатель 19 и узел 20 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в блок 10 памяти заносятся коды ординат реализуемой функциональной зависимости в четных и нечетных узлах, а также коды кусочно-постоянного коэффициента Кх., определяющего закон раз. биения аргумента Х на подынтервалы.

Независимая переменная g(t) с входа 15 поступает на аналоговый вход первого цифро. аналогового преобразоватепя 1, умножается на кусочно-постоянный коэффициент K x; и интегрируется аналогоцифровым интегратором, образованным узлами 4 — 9 устройства.

Поскольку на вторые входы компараторов 6 щ и 7 с шин 13 и 14 поступают опорные напряжения Uo отрицательной и положительной полярности соответственно, то в моменты времени t, достижения аналоговой составляющей

1 2$ ()d 1-1 аргумента (выходным сигналом интегратора 5) экстремальных значений +0о происходит изменение на единицу младшего разряда кода цифровой составляющей Х, аргумента на выходе счетчика 9 и изменение полярности входного напряжения интегратора 5. Управление режимами работы переключателя 4 и счетчика

9 осуществляется анализатором 8 экстремумовД5 который по характеру чередования сигналов - . достижения экстремальных значений (последовательности срабатываний компараторов 6 и 7) определяет направление переключения счетчика 9, зависящее от полярности независимой переменной 40 поступающей на вход 15 устройства.

В соответствии с изменениями цифровой составляющей интеграла на выходе счетчика

9 происходит изменение кода кусочно-постоянного коэффициента и кодов ординат функцИй <1 в четных и нечетных узлах разбиения функции на подынтервалы аппроксимации, считываемые с первого, второго и третьего выходов блока 10 памяти соответственно. При этом на цифровой вход преобразователя 2 поступают коды ординат функции в четных узлах аппроксимации, а на его первый анапе овый вход— прямое значение Х двухполярной интерполирующей функции с выхода интегратора 5. На цифровой и первый аналоговый 55 входы преобразователя 3 поступают соответственно коды ординат функции в нечетных узлах и инвертированное значение — Х двухполярной интерполируюшей функции с

\ выхода инвертора 12. Интерполяция этими функциями ведется аналогично интерполяции однополярными треугольными функциями, но нс относительно нулевого уровня, а относительно., любого экстремального значения; . (в данном случае относительно отрицательного опорного напряжения с шины 13, поступающего на вторые аналоговые входы преобразователей 2 и 3). Поскольку при этом на входы сумматора 11 поступают выходные напряжения преобразователей 2 и 3 и положитель— нос опорное напряжение с шины 14, то на выходе устройства формируется айгнал, определяемый выражениеМ, вида (ц 1- (н/ч) где N М вЂ” десятичные эквиваленты кодов ординат функций в четных и нечетных узлах аппроксимации соответственно.

Достигаемое при этом повышение точности по сравнению с интерполяцией однополярными функциями объясняется тем, что, во-первых, абсолютная погрешность генерации интерполирующих функций остается той же, но относится к шкале 2 U,è, во-вторых, отсутствует необходимость удваивать (и смещать) результат при реализации знакопеременных функций.

Предлагаемое устройство, аналогично прототипу, может быть использовано и для воспро-, изведения однополярных функций. С этой целью при воспроизведении положительных функций второй вход сумматора 11, на которьш поступает напряжение с шины 14 и коэффициент передачи по которому совпадает с коэффициентом гередачи по остальным входам и равен единице, подключается к выходу сумматора 11, что вызывает уменьшеншо в два раза коэффициентов передачи по первому и третьему входам. В случае воспроизведения отрицате ьных функций, кроме этого, меняются друг с другом сигналы, поступающие на первые аналоговые входы преобразователей 2 и 3, а на их вторые аналоговые входы подается опорное напряжение положительной полярности. Повышение точности при воспроизведении однополярных функций обусловливается тем, что при совпадающем с прототипом диапазоне изменения выходного напряжения коэффициенты передачи сумматора в два раза меньше.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает более широкой областью применения эа счет воспроизведения функций, аргументом которых явля .,ется интеграл от знакопеременного входного сигнала, и более высокой точностью.

ВНИИПИ Заказ 8742/39 Тираж 698 Подписиое

Филиал IEE "Патеит", г. Ужгород, ул,Проектная,4