Цифровой генератор гиперболических функций

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнн

Соцнапнстнческмн

Республнк (lti732837 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.1 1.77 (2I ) 2546201/18-24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (51) М. Кл.

Q 06F 1/02

Государственный комитет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 05. 05. 8ОБюллетень 3k 17 (53) Д (681.8 (088. 8) Дата опубликования описания 05.05.80 (?2) Автор изобретения

В. P. Топокновский (?I) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ГИПЕРБОЛИЧЕСКИУ, ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к области вы-. числительной техники и может найти применение в цифровых системах управления и контроля в качестве специализированного вычислителя, в станках с программным управлением, в цифровых моде5 лируюших машинах и т. д.

Известно устройство для моделирования гиперболически.х функций методом кусочнс линг йных аппроксимаций glj тО содержащее управляемый делитель частоты, блок памяти для хранения угловых коэффициентов аппроксимнруюших отрезков и блок управления. Недостатком этого устройства является значительный объем ЗУ в случае повышенной точности. воспроизведения с большим числом участков аппроксимации.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой генератор гиперболических функций )2. ) содержаший генератор тактовых импульсов, элемент запрета, делитель частоты участков аппроксимации, элемент задержки, счетчик участков аппроксимации, счетчик результата и блок постоянной памяти (ПЗУ) . Выход генератора тактовых импульсов через элемент запрета подключен ко входу делителя частоты аргумента и делителя частоты участков аппроксимации. Выход делителя частоты аргумента подключен ко входу счетчика аргумента, выход которого подключен ко входу запрета элемента запрета, управляюшнй вход которого является управляюшим входом генератора гипербопических функций. Выход делителя частоты участков аппроксимации через элемент задержки подключен ко входу счетчика участков аппроксимации.

Недостатком такого генератора является его сложность, возрастающая с псь» вышением точности аппроксимации из-за большого обьема памяти.

Белью изобретения является упрошение цифрового генератора гиперболических функций.

YA (tq-nô-nq) 3 7328

Поставленная цель достигается тем, что предложенный генератор содержит регистр, первый и второй управляемые делители частоты, блок вычитания и масштабируюший блок» Управляюший и информационный входы регистра подключены соответственно к вькоду делителя частоты участков аппроксимации и выходу счетчика участков аппроксимации, Управляюшие входы первого и второго <о управпяемых делителей частоты подклю,чены соответственно к выходу регистра и выходу счетчика участков аппроксимации. Выход элемента запрета через первый и второй управляемые делители частоты подключены ко входам блока вычитания, выход которого через масштабируюший блок подключен ко входу счетчика результата.

Функциональная схема цифрового генератора гиперболических функций представлена на чертеже.

Он содержит генератор тактовых импульсов 1, элемент запрета 2, делитель частоты аргумента 3, счетчик аргумента

4, делитель частагы участков аппроксимации 5, элемент задержки 6, счетчик участков аппроксимации 7, регистр 8, первый 9 и второй 10 управляемые делители частоты, блок вычитания 11, масштабируюший блок 12, счетчик результата 13, разрешаюший 14 и запрешаюший 15 входы блока запуска.

Генератор реализует принцип кусочнолинейной аппроксимации с постоянным шагом квантования, равным ьХ= Хщд„ / п где rn =2 (для удьбства реализации).

Аргумент Х записывается в виде функции номера шага квантования и условной переменной Ь, принимающей значения

0 < 1 на шаге Ь

y = hW(n-И+11, Заданная для воспроизведения функция запишется как о "-"

01- (n- $q t)

Значения переменной У и ее прирашения для узлов (A -1) и и аппроксимации представляются в виде

П-4 Ъ 50

=о ° (— о

rn(n-e) 0 . ю-0 а кусочна-линейная аппроксимируюшая функция запишется как

Ф1-4 =в-4 О Ъ + Ур = . +""< (m-n)(-n 1).

1=а 1"- 4

37 4

Выражение@Го/(п -И (m-г + представляет собой функцию угловых коэффициентов аппроксимируюших отрезков, зависяшую только от переменной n . Для ее реализации, а именно для реализации знаменателя (о1-n ) (г - + 4 ), в состав гене. ратора включены два управляемых делителя частоты 9 и 10, коэффициенты деления которых изменяются соответственно как (rn — n ) и {m-e+ <.), а выходы подключены к блоку вычитания импульсов 11. Их суммарный коэффициент передачи равен

Л,(n (rn- 1 (m-n+ 5) (rn-n)(rn-n. <)

Отличие коэффициентов передачи на единицу обеспечивается включением в устройство регистра 8. При этом теку1цее число на выходах работаюшего в режиме вычитанию счетчика 7, равно (m-D ), а на. выходах регистра 8 — (rn-и +1).

Очевидно, что в исходном состоянии в счетчик 7 записывается число и, а в регистр 8 — число (п1 +1).

Генератор гиперболических функций работает следуюшим образом.

При подаче разрешаюшего сигнала на шину 14 блок 2 открывается для прохождения импульсов на входы делителей

3,5, 9и 10.

Делитель 5 осушествляет отсчет шага апп рокс и маци и =К„ах 40 = К к о " х. гт где К х - коэффициент деления делителя

3, необходимый для получения требуемой дискретности выходной переменной.

zw

40 - масштабный црэффициент при аргументе К .

В момент окончания очередного шага

Ь импульс с выхода делителя 5 управляет записью в регистр 8 числа (п -Н ) из счетчика 7 и поступает через элемент

6 задержки в советчик 7, вычитая из находяшегося в нем числа единицу.

Поступаюшие на выход блока вычитания 11 импульсы приводятся к необходимому масштабу блоком 12, коэффициент умножения которого равен = —

О m

У

I где 0 - масштабный коэффициент при выходной переменной; .0 — варьируемый множитель. Если значение К окажется несколько большим единицы, то необходимо увеличить значение К х .

5 732

Число m участков аппроксимации определяется из условия заданного число-импульсного эквивалента аргумента Х 10 он . переполняется и Х закрывает блок 2 запуска, а в счетчике

13 результата фиксируется значение функции, которое прошла все промежуточные значениЯ от 0 до р<о1 е.

В случае изменения множителя О требуется скорректировать лишь значение К, Технико-экономическая эффективность щ применения предложенного устройства обусловлена исключением блока постоянной памяти, что обеспечивает простую подготовку и смену воспроизводимой зависимости, увеличение точности без сушественного усложнения устройства. цифровой генератор гиперболических функций, содержаший генератор тактовых

30 импульсов, элемент запрета, делитель частоты аргумента, счетчик аргумента, делитель. частоты участков аппроксимации, элемент задержки, счетчик участков аппроксимации, счетчик результата, причем выход генератора тактовых импульсов через элемент запрета подключен ко вхоЕ. <Е

За, где Q — погрешность аппроксимации, которая связана с числом rn зависимостью»

В момент поступления в счетчик 4

Формула изобретения

837 6. ду делителя частоты аргумента и делителя частоты участков аппроксимации, выход делителя частоты аргумента подключен ко входу счетчика аргумента, выход которого подключен ко входу запрета элемента запрета, управляюший вход которого является управляюшим входом цифрового генератора гиперболических функций, выход делителя частоты участ10 ков аппроксимации через элемент задержки подключен ко входу счетчика участков аппроксимации, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрошения цифрового генератора гиперболических функций, он содержит регистр, первый и второй управляемые делители частоты, блок вычитания и масштабируюший блок, причем управляюшпй и информационный входы регистра подключены соответственно к выходу делителя частоты участков аппроксимации и выходу счетчика участков аппро. ксимации, управляюшие входы первого и второго управляемых делителей частоты подключены соответственно к выходу ðåгистра и выходу счетчика участков аппроксимации, выход элемента запрета через первый и второй управляемые делители частоты подключен к соответствующим входам блока вычитания, выход которого через масштабируюшкй блок подключен ко входу счетчика результата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР

N 376778, кл. С1 06 F 7/38, 2. Авторское свидетельство СССР

34 415666, кп. G 06 F- 7/38 (прототип)..732837

Составитель В. Байков

Редактор IL Утехина Техред Э. Чужик Корректор О. Ковинская

Заказ 1737/38 Тираж 751 Подписное

HHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4j5)

Филиал ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4