Функциональный преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к гибридным устройствам воспроизведения функций. Целью изобретения является увеличение быстродействия за счет применения частотного разделения каналов преобразования. Функциональный преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь 1, первый 2 и второй 3 цифроаналоговые преобразователи,4 сумматор 4, блок 5 памяти коэффициентов аппроксимирующего полинома, умножающий цифроаналоговый преобразователь 6, алгебраичес- iJi сумматор 7, второй 8t 2 и четвертый 10 сумматоры, первый 1, второй 12, третий 13 и четвертый 14 умножители, инвертор 15, второй 16 и третий 17 умножающие цифроаналоговые преобразователи, третий 186 четвертый 19 и пятый 20 цифроаналоговые преобразователи 20, шину 21 опорного напряжения , 1 ил. i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1 щ) С 06 С 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ бл":63Р"-

ЙМ1 :;: l " 1 л -. Д 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ . ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4655725/24 (22) 27.02.89 (46) 07.01.91. Бюл. 1(1 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.А.Маслов, А.А.Ляпин, А.Е,Цуканова и И.Е,Васильев (53) 681 3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1145353, кл„ С 06 G 7/26, 1983.

Корн Г,, Кори Т., Электронные аналоговые и аналого-цифровые машины. — M.: Мир, 1968, т.2, с. 216. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к гибридным устройствам воспроизведения функций. Целью изобрете2 ния является увеличение быстродействия за счет применения частотного разделения каналов преобразования.

Функциональный преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь

1, первый 2 и второй 3 цифроаналоговые преобразователи, сумматор 4, блок

5 памяти коэффициентов аппроксимирующего полинома, умножающий цифроаналоговый преобразователь 6, алгебраиче".—

-.;1 сумматор 7, второй 8, т;"..-."..ий 9 и четвертый 10 сумматоры, первый )1, второй 12, третий 13 и четвертый умножители, инвертор 15, второй 16 и третий 17 умножающие цифроаналоговые, преобразователи, третий 18, четвертый

19 и пятый 20 цифроаналоговые преобразователи 20, шину 2 1 опорного напряжения, 1 ил.

3 1619321 4

; 45

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к гибридным устройствам .воспроизведения функций.

Цель. изобретения — повышение быстродействия.

На чертеже показана блок-схема функционального преобразователя.

Схема содержит аналого-цифровой преобразователь 1, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 2 и 3, первый сумматор 4, первый вход которого соединен с информационным входом функционального преобразовате- 15 ля через последовательно включенные аналого-цифровой 1 и первый цифроаналоговый 2 преобразователи, а второй соединен с этим входом непосредственно, блок памяти коэффициентов аппрок- 20 симирующего полинома 5, первый умножающий цифроаналоговый преобразователь 6 и алгебраический сумматор 7, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно вто - 25 рого цифроаналогового преобразователя

3 и первого умножающего цифроаналогового преобразователя 6, соединенного аналоговым информационным входом с выходом сумматора 4, адресный вход 30 блока 5 соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя 1, а его первый и второй информационные выходы подключены к цифровым информационным входам соответственно первого умножающего цифроаналогового преобразователя 6 и второго цифроаналогового преобразователя 3, выход алгебраического сумматора 7 является выходом функционального преобразователя, а также 40 второй 8, третий 9 и четвертый 10 сумматоры, первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 умножители, инвертор 15, второй и третий умножаю" щие цифроаналоговые преобразователи

16 и 17, третий четвертый и пятый цифроаналоговые преобразователи 1820, выход первого сумматора 4 соединен с первыми входами второго сумматора 8 и первого умножителя 11 и под-, ключен через инвертор 15 к первому входу второго умножителя 12 и к аналоговому входу второго умножающего цифроаналогового преобразователя 16 °, соединенного цифровым входом и выходом соответственно с третьим выходом блока 5 и с первым входом четвер"

I того сумматора 10, восход которого подключен к первому входу четвертого умножителя 14, пятыи цифроаналоговый преобразователь 20 включен между чет вертым выходом блока 5 и вторым входом четвертого сумматора 10, второй вход и выход второго сумматора 8 соединены соответственно с шиной 21 опорного напряжения и с вторым входом первого умножителя 11, выход которого подключен к второму входу четвертого умножителя 14, соединенного выходом с.третьим входом алгебраического сумматора 7, второй вход и выход второго умножителя 12 подключены соответственно к выходу первого цифроаналогового преобразователя 2 и к первому входу третьего умножителя

i3 второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 9., а выход подключен к .четвертому входу алгебраического сумматора 7, цифровые входы третьего 18 и четвертого

19 цифроаналогового преобразователя и третьего умножающего цифроаналогового преобразователя 17 подключены соответственно к пятому, шестому и седьмому выходам блока 5 памяти, а их выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам третьего сумматора 9, аналоговый вход третьего умножающего цифроаналогового преобразователя 17 соединен с информационным входом функционального преобразователя.

Функциональный преобразователь работает следующим образом, Аппроксимирующая функция qr(X) получается на выходе алгебраического сумматора 7 путем сложения трех составляющих по формуле

q (x) =q(x;)+y(x-x,)+с х; (х-х;), (1) . где Х вЂ” входной сигнал, подаваемый на вход функционального преобразователя;

Х вЂ” низкочастотная составляющая ! входного сигнала, проинвертируемая с выхода первого циф-. роаналогового преобразовате1 ля 2; .(К-Х ) — высокочастотная составляющая

1 входного сигнала на выходе инвертора 15;

Ц)(Х, ) †низкочастотн составляющая, аппроксимирующей функции;

:ф(Х-X,") — высокочастотная составляющая ! аппроксимирующей функции;

С вЂ” коэффициент, зависящий от выбора вида высокочастотной

9321

t0

; ответственно первого умножающего д цифроаналогового преобразователя

5 161 составляющей аппроксимирующей функции.

В формуле (1) три слагаемых опре-,. деляют назначение соответственно трех каналов в предлагаемом функциональном преобразователе, низкочастотного, высокочастотного и канала динамической интерполяции.

В качестве низкочастотного канала для получения функции q(X,) предлагается использовать известный функциональный преобразователь, в котором можно выделить высокочастотную сос тавляющую входного сигнала (Х-Х, ).

Для построения высокочастотного канала CP(X-Х;) воспроизводимую низкочастотным каналом функцию предлагается условно аппроксимировать полиномом третьей степени

К(Х) =(КО+А(К1-КО) ° Х) (Х-1) Ху (2) где КО, К1 и А — коэффициенты аппроксимирующего полинома, подаваемые из блока 5.

Для обеспечения методически точного Формирования степенных функций, в частности до третьей степени включительно, в течение переходных,процессов и на высоких частотах используется канал динамической интерполяции, Значение коэффициента С в канале динамической интерполяции определя ся выбором аппроксимирующего полиь (2) и получается из разложения функции (P(X) в ряд пс формуле ((Х)=фх-Х;)+ (О (Х, Х;-а(Х)х :/2+

+ q (X) X>./6. (3)

Старшая степень Х, при разложени. -. функции 9 (X) в ряд определяется старшей степенью выбранного аппроксимирующего пслинама К(Х), .т.е. в данном случае равна 3.

В формуле (3) функция (g(X) аппрок1 симируется полиномом К(Х) и путем математических преобразований выделяется низкочастотная составляющая аппроксимирующей функцич ((Х;) и получается значение коэффициента С, в данном случае равное !

40 случае погрешностью даваемой известным функциональным преобразователем

На средних частотах входного сигнала низкочастотный канал отключается и включается канал динамической интерполяции и высокочастотный канал.

В данном случае степенные функции до третьей степени включительно воспроизводятся методически точно.

На высоких частотах работает только высокочастотный канал и погрешность функционального преобразователя определяется выбором аппроксимирующего полинома К(Х), т.е. методически точно до третьей степени включительно.

Формула из обретения

Функциональный преобраз ователь, содержащий последовательно, включенные аналого-цифровой и первый цифроаналоговый преобразователи, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, информационный вход функционального преобразователя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя и с вторым входом пер,, с сукна сря ал- 3 =раи песк"й тор, - à.ðâüÔ и второй входы авторот"с подключены к выходам соотве-.отвея.:с. второго цифрсаналсi.свого .-,.";сбив=-ователя и первого умножающего,.";Фроаналогового пресбразовате;ья "..me÷èü. =нного аналоговым инфсрма планным входом и выходом первого сумматора, блок памяти коэффициентов аппроксимирующего пслинома, адресный вход которого соединен с выхсдом аналого-цифрового преобразователя, а его первый и второй информационные входы подключены к цифровь.м информационным входам со,и второго, цифроаналогового преобразователя, выход алгебраического сумматора является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродейстС=2 КО-2 ° А (К1-КО)+3 А (К1-КО) Х. (4)

В статике и на низких частотах входного сигнала высокочастотный канал и канал динамической интерполяции отключаются и погрешность функционального преобразователя в целом опреде-. ляется погрешностью аппроксимации. низкочастотного канала, т,е. в данном вия в него введены второй, третиф, четвертый сумматоры, первый, второй, третий и четвертый умножители, инвертор, второй и третий умножающие цифроаналоговые пресбразователи, третий, четвертый и пятый цифроаналоговые преобразователи, выход первого сумматора соединен с первыми входами второго сумматора и первого умножителя

1619321

Составитель Л,Снимщикова

Редактор В.Бугренкова Техред М.Дидык Корректор Т.Малец

Заказ 51 Тираж / Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101

7, и через инвертор подключен к первому входу второго умножителя и к аналоговому входу второго умножающего цифроаналогового преобразователя, соединенного цифровым входом с третьим вы:ходом блока памяти коэффициентов аппроксимирующего полинома, а выхо- .. дом - с первым входом четвертого сум:матора, второй вход которого подклю;чек к четвертому выходу блока памяти !

: коэффициентов аппроксимирующего поли.нома через пятый цифроаналоговый преобразователь, выход четвертого сумматора подключен к первому входу четвертого умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а второй вход последнего подключен купине опорного напряжения, третий и четвертый входы алгебраического сумматора соединены с выходами соответственно четвертого и третьего ум-. ножителей, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя, а второй вход последнего соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, второй вход третьего умножителя соединен с выходом третьего сумматора, первый, второй и третий входы которого соответственно через третий, четвертый цифроаналоговые преобразователи и третий умножающий цифроаналоговый преобразователь подключены к пятому, шестому и седьмому выходам блока памяти коэффициентов аппроксимации полинома, причем анало-. говый вход третьего умножающего цифроаналогового преобразователя соединен с информационным входом преобразователя,