Гибридный функциональный преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй (61) 879610 (21) 3753383/24-24 (22) 19.06.84 (46) 07.01.86.Бюл. № 1 (71) Харьковский ордена Трудового

Красного Знамени институт радиоэлектроники им. акад.М.К.Янгеля (72) Г.А.Калинин и С.Г.Елаков (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 879610, кл. G 06 G 7/26, G 06 J 3/00, 1980. (54)(57) ГИБРИДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св.№ 879610, . отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций двух переменных, в него дополнительно введены блок сравнения кодов и элемент ИЛИ, а блок памяти выполнен двухсекционным, причем выход первой секции блока памяти является вторым выходом блока памяти, а выходы второй секции— первым и третьим выходами блока памяти соответственно, причем первые (Я1 G 06 G 7/26, С 06 J 3/00 и вторые группы адресных входов обеих секций блока памяти являются соответственно первой и второй группами адресных входов блока памяти, а дополнительный адресный вход второй секции блока памяти подключен к выходу элемента ИЛИ, соединенного первым входом с шиной ввода признака подобласти аппроксимации преобразователя, а вторым входом — к выходу блока сравнения кодов, подключенного первой и второй группами входов к выходам первого и второго регистров соответственно, причем информационные входы первой секции блока памяти являются второй группой записи кодов блока памяти, .первая и вторая группы информационных входов второй секции блока памяти являются соответственно первой и второй группами входов записи кодов блока памяти,а входы, упраВления режимом работы обеих секций блока памяти являются управляющим входом блока памяти.

203546

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для воспроизведения функций одной и двух переменных, обладающим возможностью уточненной перенастройки с одной произвольной функции на другую,и является усовершенствованием гибридного функционального преобразователя .по, основному авт.св. N - 879610.

Целью изобретения является позыв ение точности воспроизведения функций двух переменных.

На фиг. 1 изображена блок-схема гибрицного функционального преобразователя; на фиг. 2 — схема блока памяти; на фиг. 3 — пример разбиения воспроизводимой функции на подобласти аппроксимации;

Гибридный функциональный преоб— разователь (фиг. I) содержит первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) I подключенный входом к шине

2 ввода первого аргумента, а выходами старших разрядов — к установоч-. ным входам первого счетчика 3. Выходы разрядов счетчика 3 соецинены с первой группой входов блока 4 индикации (БИ) и первой группой адресных входов блока 5 памяти; Блок 5 памяти подключен первым и вторым ьыходами к установочным входам второго и третьего счетчиков 6 и 7, Выходы разрядов счетчика 6 соединены с первой группой входов записи блока 5 памяти и цифровыми входами первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 8, подключенного выходом к первому входу выходного сумматора

9. Выходы разрядов счетчика 7 соединены с второй группой входов записи блока 5 памяти и цифровыми входами второго ЦАП 10,подключенного аналоговьгми входами к шинам разнополярных напряжений (+Б, ),а выходом — к второму входу выходного сумматора 9.

Второ= АЦП 11 соединен с шиной 12 вво- да второго аргумента и первым входом переключателя 13, выходами младших разрядов — с входами регистра

14, а выходами старших разрядов — с установочными входами четвертого счетчика 15. Счетчик 15 подключен выходами разрядов к второй группе входов блока 4 индикации и второй группе адресных входов блока 5 памяти. Третий выход блока 5 памяти соединен с установочными входами

26

4Î

5О

55 пятого счетчика 16, подключенного выходами разрядов к третьей группе входов записи блока 5 памяти и цифровым входам третьего ЦЛП 17.

Цифроаналоговый преобразователь 17 соединен выходом с третьим входом выходного сумматора 9, а аналоговым входом — с выходом переключателя 13, подключенного вторым входом к выходу четвертого ЦЛП 18.

Регистр 14 выходами подключен кцифровым входам греобразователя

18, подключенного аналоговыми входами к шинам разнополярных опорных напряжений, а знаковым управляющим входом — к выходу знакового разряда счетчика 1 -. Лналоговый вход

ЦАП 8 подключен к выходу переключателя 19, соединенного первым входом с шиной 2 ввода первого аргумента, а вторым входом — с выходом пятого ЦЛП 20. Пятый ЦЛП 20 подключен аналоговыми входами к шинам разнополярных опорных напряжений, знаковым управляющим входом — к выходу знакового разряда счетчика 6, Г а цифровыми входами — к выходам регистра 21. Регистр 21 соединен входами с выходами младших разрядов первого АЦП 1. Управляющие входы блока 5 памяти и счетчиков 3,6,7, 15 и 16 подключены к шине 22 управления режимом работы гибридного функционального преобразователя, а счетные входы счетчиков 3,6,7, 15 и 16 — к шине 23 ввода счетных импульсов. Блок 24 сравнения кодов подключен первой и второй группами входов к выходам регистров 14 и 21 соответственно, а выходом — к: второму входу элемента ИЛИ 25, соединенного первым входом с шиной 26 ввода признака подобласти аппроксимации. Блок 5 памяти содержит первую и вторую секции 27 и 28 памяти (фиг.2) .

Работа устройства основана на кусочно-линейной аппроксимации исходной функциональной зависимости где " z ""- -x - x „; ) „- g - 13 „.

Обозначим через q; (х,у) аппроксимирующую функцию, определенную в прямоугольной области аппроксимации х,х х;„,, Lj « «Указанный прямоугольник разобъем диагональю на два треугольника (фиг.3).

Катеты двух прямоугольных треугольников, параллельнь1е оси ), лежат

1 на разных расстояниях от оси 1 . Тот треугольник, катет которого лежит на меньшем расстоянии от оси назовем первым (на фиг. 3 обозначен и /, другой треугольник назовем вторым (на фиг.3 обозначен $ ). На первом и втором треугольниках преобразователь реализует соответствен-но уравнения

Я, i t,»=, о (-;,)" С.. (q-и,;,;

t,) .с.1 (g) = A + с . (tt x - C,. ) !) 1) 5 где и — значение ординаты в

11 (,J )-м узле разбиения;

Lz3 и В .. — значения первой про, з11, 1) водной функпии по Х в (1, j )-м узле разбления для первого и второго треугольников соответственно;

„Е 1 ЕЛ

С.. н С;; — значения первой произ 1) 11 водной функции ло

/ в (1, )-м узле разбие— ния первого и второ.о треугольников соответственно.

Выбор подобласти аппроксимации (треугольника) .осушествляется в процессе работы путем сравнения между собой текущих значений приращений д х и д ц аргументов, подаваемых с выходов регистров 21 и 14 на входы блока 24 сравнения с соответствующим сдвигом, определяемым соотношением шагов b,> и д, разбиения по осям X u Y . Результатом сравнения на блоке 24, является признак типа текущей подобласти аппроксимации, который равен 0 при попадании точки в первый треугольник или "1" при попадании точки во второй треугольник. Этот признак снимается с выхода блока сравнения кодов и подается через элемент ИЛИ 25 на дополнительный адресный вход второй секции 27 памяти, из которой

Е11 выбираются необходимые коды: Ь ., и

C . или 8 и С; °

Гибридный шункциональный преобразователь имеет два режима работы: режим настройки (программирование) и рабочий режим.

В режиме настройки на шине 22 действует логический "0". При этом блок.5 памяти переводится в режим записи кодовых значений параметров аппроксимации,а на счетчики 3,6,7, 203546 4

15 и 16 подается разрешение на

>.одсчет импул-.-сов, следующих по шине 23.0д :овр менно -ереключатели

13 и 19 устан;-:.вливаются в такое положение,при котором аналоговые входы ЦАП 17 и 8 подключаются соответстзенно к шинам 12 и 2 ввода аргументов. Предполагается также, что предварительно выголнено стирание информации в блоке 5 памяти и все счетчики обнулены.

Основанием для настройки функционального преобразователя является множество

15 „й 1Л "("). % ge М., причем

1 к1 — ".,) 1t I- I tí)

t-v t,2 .„2 "-1 -д, 2

Целые положительные числа п и определяются -a основе требо:..:ний и точности аппроксимации и соответствуют и-слу старших разрядов преобразователей 1 и 11 (без уче;-; знаковых разрядов).

Рассмотрим процедуру настройки для произвсльных и 3 в виде последовательности следующих шести ш;. гов.

Первый шаг. На шины 2 и 12 ввода псдаются нулевые напряжения. На счетчики 3 и 15 последовательно

35 подают счетные импульсы по шине

23 до тех пор, пока блок 4 индика- ции не зафиксирует требуемый номер области аппроксимации, который оп-ределяется совокугностью кодовых

40 значений счетчиков 3 и 15. После этого организуется подача счетных импульсов с шины 23 на счетчик 7 до накопления в нем такого кода, при котором напряжение на выходе

Д сумматора ., определяемое выходным

Q напряжением преобразователя 10, станет соответствовать 3 (Х;1 ) с

1 1 требуемым знаком.В счетчике 7 сформирован код начальной ординаты А

5t)

B последующих двух шагах производят настройку для первого треугольника, при этом на шину 26 подаlt It ют 0, и так как на блок 24 сравнения кодов подаются коды, равные

"0" то на выходе элемента ИЛИ 25 присутствует "0", кодирующий попадание точки (х,g ) в первый треугольник.

203546 б ввода первого аргумента подают напряжение, соответствующее (rx) Затем по шине 23 направляют в счетчик 6 счетные импульсы до тех пор, пока напряжение с выхода ЦАП 8, суммируясь с ранее сформированным напряжением с выхода преобразователя 10, станет

СООтВeòÑòÂÎÂàòÜ 6 Х; фх1 1

Теперь в счетчике 6 сформирован код соответствующий

,1 ЦХ,+(лх),,) ГХ;,, Ь, 1) jgx ) Шестой шаг. На шине 2 ввода первого аргумента оставляют напряжение соответствующее,йх)„,. На шину 12 ввода второго аргумента подают напряжение, соответствующее (л )„ .

После этого организуется подача счетных импульсов с шины 23 на счетчик

16 до накопления в нем такого кода, при котором напряжение на выходе суммагора 9 станет соотве1 ствовать

1(х (ех),,g 1-(еL)) ) .При этом

25 в счетчике 16 сформирован код соответствующий

Г 3 f t x, + (6x) > ) j 4- (4 g ) - f tõ, + (Ах ) д, )j)

1) (" ) м

3Î

После выполнения этого шага настройки код из счетчика 7 переписывается в первую секцию памяти по адресу, указанному кодами в .счетчиках 3 и 15, а коды из счетчиков 6 и 16 переписываются во вторую секцию памяти по адресу, указанному кодами в счетчиках 3 и 15 и призна- 4О ком подобласти аппроксимации снимае) мым с выхода элемента ИЛИ 25. (Цепи .подачи исполнительного сигнала записи на фиг.1 и 2 не показаны).

Четвертый шаг. Теперь производят настройку для второго треугольника.

Для этого на шины ввода .2 и l2 аргументов подают нулевые напряжения на шину 26 — логическую "1", которая выхода элемента ИЛИ 25 кодирует по-Ы паданке точки (х,)), во второй треугольник. Обнуляются счетчики 6 и 16, при этом на выходе сумматора 9 должно появиться напряжение, соответствующие f (х; )

Пятый шаг. На шийе 12 ввоца второго аргумента оставляют нулевое напряжение, в то время как на шину 2

3 1

Второй шаг. На шине 2 ввода первого аргумента оставляют нулевое напряжение, в то время как на шину

12 ввода второго аргумента подают напряжение, соответствующее (h) )

Затем по шине 23 направляют в счетчик 16 счетные импульсы до тех пор, пока напряжение с выхода преобразователя 17, суммируясь с ранее сформированным напряжением с выхода преобразователя l0, станет соответствовать f (х„,y + "(ьу),„). Теперь в счетчике 16 сформирован код, соот 1 Цх;,, +(щ) „)- < (х;,q,)

С; (ф

Третий шаг. На шине 12 ввода второго аргумента оставляют напряжение соответствующее (A) ) в то время как на шину 2 ввода первого аргумента подают напряжение, соответству— ющее (йх),. После этого организуется подача счетных импульсов с шин

23 на счетчик 6 до накопления на нем такого кода, при котором напряжение на выходе сумматора 9 станет соответствовать $$x; (gx) () ) .

При этом в счетчике 6 сформирован код, соответствующий

И Lx, (х) У;(И1 1-&,Л„(Ч).1 !

) (ьх) После выполнения шестого шага настройки коды из счетчиков 6 и 16 переписываются во вторую секцию памяти по адресу„ указанному кодами в счетчиках 3 и 15 и признаком подобласти аппроксимации на выходе элемента ИЛИ 25. Аналогично выполняется настройка для всех остальных областей аппроксимации.

В рабочем режиме на шине 22 действует логическая "1",которая переводит все счетчики в режим приема — передачи параллельных кодов, действующих на их установочных входах. Одновременно этот же сигнал переводит блок 5 памяти из режима записи в режим считывания кодов.

В рабочем режиме переключатели 19 и 13 должны подсоединять соответственно выход ЦАП 20 с аналоговым входом ЦАП 8 и выход преобразователя 18 с аналоговым входом ЦАП 17.

На шину 26 подают логический "0".

Действующие на шинах 2 и 12 входные напряжения с помощью АЦП 1 и

11 преобразуются в пропорциойальные двоичные коды. Старшие разряды этих кодов совместно со знаковыми разрядами, указывающие номер прямоуголь1203546 ной области аппроксимации, записываются в счетчики 3 и 15, которые по отношению к блоку 5 памяти выполняют функции адресных регистров.

Младшие разряды кодов аргументов записываются в регистры 21 и 14 и служат для управления преобразова— телями 20 и 18 соответственно.Эти разряды также подаются на блок 24 сравнения кодов, который вырабатывает признак подобласти, Если код в регистре 21 оказывается меньше кода в регистре 14, то на выходе блока сравнения кодов появляется логический "0, который указывает вместе со старшими разрядами аргументов адрес кодовых значений параметров аппроксимации для первого треугольника. После выборки с блока 5 памяти кодовых значений параметров аппроксимации последние записываются в счетчики 6,7 и 16 для управления преобразователями 8,10 и 17, напряжения с выходов которых суммируются выходным сумматором 9, так что воспроизводится уравнение (1) плоскости

Если код в регистре 21 больше кода в регистре 14, то на выходе блока срагн =:ноя кодов вырабатывается логическая "1", которая указывает вместе со старшими разрядамИ аргументов адрес кодовых значений параметров аппроксимации для второго треугольника. После выборки с блока памяти 5,и записи этих пара10 метров в счетчики 6,7 и 16 полученные напряжения с выходов преобразователей 8,10 и 17, суммируясь выходным сумматором 9 воспроизводят ураннение (2) плоскости.

Знак второго слагаемого в соотношениях (1) и (2) определяется знаковым разрядом счетчика 6, который используется для управления ЦАП 20.

Знак третЬего слаг,аемого определяется знаковым разрядом счетчика 16, который управляет преобразователем 17.

Управляющие цепи знакового разряда счетчика 7, от которого зависит знак первого слагаемого в фор- му,".ах (1) H (2) на фиг. i не изображены.

1203546

4 )(к 7)

0 (zi

> yi <)(»6) м (12) (» d) (оп 2Я (отб), оп й)

Фиг. 2

x(Составитель С.Каэинов

Редактор О.Юрковедкая Техред О.Ващишина Корректор И.Э

Заказ 8419/53 Тираж 709 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