Цифровой генератор колоколообразной функции

 

Союз Советских

ОП ИСАН И

ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Социалистических

Республик (6i) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.77 (21) 2469082/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) О публиковано 30.08.78. Бюллетень № (45) Дата опубликования описания 31.07.7

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Л. Рвачев, В. А. Рвачев, В. М. Колодяжный, В. В. Органов и А. А. Дабагян

Институт проблем машиностроения АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР КОЛОКОЛООБРАЗНОЙ

ФУНКЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в цифровых устройствах формирования и преобразования функций.

Известны устройства, реализующие способ воспроизведения или аппроксимации функций, основанный на суммировании ряда сдвинутых один относительно другого сигналов колоколообразной формы (1). Однако такие устройства реализуются на ана- И логовом принципе, который не обеспечивает достаточной точности при формировании колоколообразной функции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой ге- 15 нератор колоколообразной функции, содержащий элементы И, ИЛИ, дешифратор, счетчики, регистры, умножитель и сумматор, причем счетный вход первого счетчика подключен к шине тактовых импульсов, входы первого регистра являются информационным входом генератора колоколообразной функции, выходы второго регистра подсоединены к первой группе в одов умножителя, выходы которого подключены к входам сумматора, выходы сумматора служат выходами генератора колоколообразной функции .(2).

Недостаток такого генератора заключается в низкой точности воспроизведения колоколообразной функции.

Цель изобретения — повышение точности генератора колоколообразной функции.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой генератор колоколообразной функции содержит триггер, постоянное запоминающее устройство и схему сравнения.

Выход -го (j=1 — и, и — число информационных разрядов генератора колоколообразной функции) разряда первого регистра подключен к первому входу (-го элемента

И первой и второй групп элементов И, второй вход j-ro элемента И первой группы— к выходу 1-ro разряда третьего регистра, второй вход j-го элемента И второй группы и вход -го разряда третьего регистра — к -му выходу дешифратора, выход j-го элемента И первой группы. — к входу j-го разряда второго регистра. Выходы элементов И второй группы через элемент ИЛИ подсоединены к счетному входу триггера и первому управляющему входу сумматора, второй управляющий вход которого подключен к выходу триггера, выходы первого и второго счетчиков — соответственно к первой и второй группе входов схемы сравнения, выход которой подключен к установочному входу первого и счетному входу второго счетчика. Адресные входы постоянного запоминающего устройства соединены с выходами первого и второго счетчиков, выходы постоянного запоминающего устройаЬ Ф, аг 4 ..-::е

622071 ства — с второй группой входов умножнтеля, выходы второго счетчика — с входами дешифратора.

Функциональная схема цифрового генератора колоколообразной функции показана на чертеже.

Она содержит первый регистр 1, первую группу элементов И 2, элемент ИЛИ 3, триггер 4, второй регистр 5, сумматор 6, умножитель 7, постоянное запоминающее устройство 8, третий регистр 9, дешифратор 10, счетчик 11, схему 12 сравнения, счетчик 13, вторую группу элементов И 14.

Генератор колоколообразной функции работает следующим образом.

Дискретные значения функции колоколообразной формы при заданном значении аргумента получают в результате суммирования ряда произведений двоичных чисел по следующему соотношению. и 1 / ир (х — 1), { — 1), р,+1 1р,а,. X

s=i u=o х (х — О.р,р,... р,.)" ), где х — значение аргумента, который представляется в двоичном коде в виде

O.ð,ð,...ð.; р, — соответствующий разряд двоичного кода аргумента х; и — количество двоичных разрядов в коде аргумента х; а; — постоянные коэффициенты.

Двоичный код аргумента х хранится в регистре 1. Группа логических элементов

И 2 передает содержание регистра 1 в регистр 5. При этом последовательно передаются вначале все разряды регистра 1 (при

j=o), затем все разряды без одного старшего разряда (при j=1), без двух старших (j=2) и так далее, что обеспечивает форм ир ова ни е р азн ости х — О.р р ...р; без пр именения вычитателя. Потенциалы, управляющие элементами И 2 первой группы, снимаются с выходов регистра 9. Первоначальное состояние этого регистра — «1» во всех разрядах. Затем в соответствии с состоянием второго счетчика 11, определяющим значение переменной 1, происходит последовательный сброс первого, второго и других разрядов регистра 9 в состояние «О».

Формирование произведений а,, (х— — О.р р ...р;)" происходит последовательно на умножителе 7. Количество умножений разности (х — О.p

По достижении счетчиком 13 состояния второго счетчика 11 срабатывает схема 12 сравнения, сбрасывающая счетчик и (13) в нулевое состояние и приводящая счетчик

j (11) в следующее состояние. Коэффициенты а;, последовательно выбираются из постоянного запоминающего устройства 8.

Зо

Сформированные произведения и,д (х— — О.р р ...р,)" передаются при р;=1 на сумматор 6, где накапливается сумма, включающая промежуточные суммы по переменным k и 1. Значения р,=l j-го разряда регистра 1 подаются на сумматор 6 через элементы И второй группы логических элементов и ИЛИ. При р,=0 суммирование запрещается. Элементы И 14 второй группы открываются потенциалами, снимаемыми с дешифратора 10, счетчика 11. При

j=1 потенциал появляется на первой выходной шине дешифратора, при j=2 — на второй и так далее, выбирая таким образом последовательно двоичные разряды кода аргумента О.р рг...р;...р„. Одновременно потенциалы на выходных шинах дешифратора устанавливают в «О» соответствующие разряды регистра 9, начиная с первого.

Значения р; подаются на триггер 4 со счетным входом, который определяет знак произведений а; (х — О.р р ...р,)" при данНОМ 1.

Преимущество данного генератора состоит в том, что в нем используется соотношение, позволяющее реализовать колоколообразную функцию такой формы, производные которой получаются в результате операции сжатия и растяжения исходной колоколообразной функции. Только такие функции обладают одновременно свойствами универсальности (способностью аппроксимировать функции с такой же погрешностью, которая имеет место при аппроксимации полиномами) и локальности (равенство нулю вне конечного интервала на осях).

Формула изобретения

Цифровой генератор колоколообразной функции, содержащий элементы И, ИЛИ, дешифратор, счетчики, регистры, умножитель и сумматор, причем счетный вход первого счетчика подключен к шине тактовых импульсов, входы первого регистра являются информационным входом генератора колоколообразной функции, выходы второго регистра подключены к первой группе входов умножителя, выходы которого подключены к входам сумматора, выходы сумматора являются выходами генератора колоколообразной функции, отличающийсяя тем, что, с целью повышения точности генератора колоколообразной функции, он содержит триггер, постоянное запоминающее устройство и схему сравнения, причем выход 1 -го (j= l — n, и — число информационных разрядов генератора колоколообразной функции) разряда первого регистра подключен к первому входу j-го элемента

И первой и второй групп элементов И, второй вход j-го элемента И первой группы подключен к выходу 1-го разряда третьего регистра, второй вход 1-го элемента И второй группы и вход 1-го разряда третьего регистра — к /-му выходу дешифратора,