Функциональный преобразователь

 

Социалыстичесник

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 2206.78 (21) 2632 337/18-24 н >748443

ЛЬСТВУ (51)N. Кл.

G G 7/28 с присоединением заявки Н9

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 681. 335. .813(088.8) Опубликовано 1507.80. бюллетень Йо 26

Дата опубликования описания 150780 (72) Авторы изобретения

Н.М. Чеголин, Н. В. Нечаев, Р. Х. Садыхов и В.С. Кончак

Институт технической кибернетики

AH Белорусской ССР (73) Заявитель,(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЛ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в устройствах, предназначенных для кусочно-линейных аппроксимаций произвольных функций, заданных цифровым кодом ординат.

Известен функциональный преобразователь, основанный на разложение функций в ряд Фурье-уолша, содержащий генератор функций Уолша, связанный с входами блока двухйозиционных аналоговых переключателей, выходами подключенного к входам блока аналоговой памяти, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя $1) .

Недостаток устройства - малое быстродействие и низкая точность из-за влияния паразитных реактивностей и большой инструментальной погрешности резистивной матрицы блока памяти.

Наиболее близким по техничеокой сущности к предлагаемому является. функциональный преобразователь, ос нованный на разложении Фурье-уолша, содержащий блок мостовых переключателей, входы которого. подключены к ,выходу блока формирования сигналов и выходам первого и второГо блоков аналоговой памяти, входы которых соединены со входами преобразователя, выходы блока мостовых переклю.в чателей через первый и второй инверторы соедИнены с соответствующими выходами преобразователя (2) .

Недостаток этого устройства низкая точность воспроизведения тО функций за счет представления их в виде кусочно-постоянных базисных функций (функций Уолша).

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения функций.

Она достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий блок формирования управляющих сигналов, инверторы и выходной сумматор, выход которого является

Щ выходом преобразователя, дополнительно содержит управляемые ключи и сумматоры, выход каждого из которых соединен непосредственно с первым входом соответствующего уп25 равляемого ключа и через соответству- ющий инвертор — со вторым входом указанного ключа, выход которого через соответствующий интегратор соединен со входом выходного сумЗО матора, входы сумматоров, кроме пер

748443

t0 ,15

25 (2) 35

Формула изобретения

S5

60 б5 вого, соединены со входами эталонных напряжений преобразователя, к первому входу подключен вход вы ходного сумматора, управляющие входы УПравляемых ключей соединены с выходом блока формирования управляющих сигналов.

На чертеже представлена схема функционального преобразователя для пяти отсчетов аппроксимируемой функции.

Она содержит сумматоры 1-4, инверторы 5-8, управляемые ключи 9-12, интеграторы 13-16, выходной сумматор

17 и блок 18 формирования управляю щих сигналов, входные резисторы сумматоров 1-4 обозначены цифрами

19-22. Выходные резисторы выходного сумматора 17 — цифрами 23.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Разложение сигнала с помощью кусОчно-линейных базисных функций

Р(i, t) имеет вид:

f,(t) =, С ° Р(i, t), (1)

1=0 где Р(.i, t) — интегральные функции

Уолша, которые определяются как

P(i+1, t) = P waR (i,t ) dt

04 и е Т для 1 = 1, 2, 3, ..., Р(О,t)=1, wa 8 (i, t ) — функции Уолша.

Коэффициенты С; разложения f(t) в ряд интегральных функций Уолша бу дут равны т

С; = т i () wae (i, t) dt (3) о

Для получения аппроксимированного значения функции в любой моменг"времени t необходимо вычислить коэффициенты разложения С; по ййт ральным функциям Уолша заданной дискретной последовательности г (t), умножить каждую функцию уолша на соответствующий коэффициент С;+, проинтегрировать взвешенные по аМплитудам функции Уолша, суммируя полученные значения в любой фиксированный момент времени с добавлением постоянной составляющей С

На входы сумматоров 1, 2, 3, 4 подаются значения аппроксимируемой функции, представленные постояннеми напряжениями U. На входы первого сумматора 1 подаются значения напряжений 0 и U Òîãäà напряжение на выходе сумматора 1 будет равно

11вц = - j(-Uo+ Ug2 "где К вЂ” коэффициент передачи сумматора 1.

На входы сумматора 2 подаются напряжения -Uo, Ог, -U<.Òîãäà напряжение на выходе сумматора 2 будет р авно

UBt,lxa . k PR (о)+ Кг "г+ Кэ (-U4)j, где К, Кг, Ka — коэффициенты передачи сумматора 2 по соответствующим входам.

Путем подбора сопротивлений резисторов 2О обеспечивают соответственно К =2Кз и К, = Кз, тогда

Оьыхг = К (-Uo)t2U2+ (-U4) Сг

Аналогичным образом выбираются сопротивления остальных входных резисторов сумматоров 3 и 4 в ре) зультате чего на их выходах будут напряжения, пропорциональные коэффициентам разложения С<. Эти напряжения подаются на первые входы управляемых ключей 9-12, на вторые входы которых подаются те же напряжения, но противоположного знака, с выходов инверторов 5-8. Работой ключей 9-12 управляет блок 18 формирования сигналов, который вырабатывает функции Уолша.

В зависимости от того, какой уровень напряжения присутствует на управляющем входе (высокий или низкий) управляемые ключи подключают ко входам интеграторов 13-16 прямые или инвертированные значения напряжений с с выходов сумматоров 1-4, в результате чего на выходах интеграторов 13-16 будут напряжения

В результате. суммирования этих напряжений с напряжением U на выходе выходного сумматора 17 получается напряжение, соответ1 твующее разложению входной функции в ряд интегральных функций Уолша.

Применение в качестве базиса интегральных функций Уолша, которые являются кусочно-линейными, дает возможность построить функциональный преобразователь кусочно-линейного типа, погрешность аппроксимацйи которого значительно меньше,чем у преобразователя кусочно-постоянного типа.

Функциональный преобразователь,. содержащий блок формирования управляющих сигналов, инвертары и выходной сумматор, выход которого является выходом преобразователя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит управляемые ключи и сумматоры, выход каждого из которых соединен непосредственно с первым входом соответствующего управляющего ключа и через соответствующий инвертор — со вторым входом указанного ключа, выход которого через соответствующий интегратор соединен со входом выходного c ìматора, входы сумматоров, кроме первого, соединены со входами эталон14844 3

Составитель О. Сахаров

Редактор М. Келемеш Техред М;Кузьма Корректор С.Ыекмар

Заказ 4367/13 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных напряжений преобразователя, к первому входу сумматора подключен вход выходного сумматора, управляющие входы управляемых ключей соеди.— нены с выходом блока формирования управляющих сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Коницкий Я.И., Цапенко N.tl.

Цифроаналоговые преобразователи, основанные на разложении Фурье-уолша, Автоматрия, "Наука", 1972, 9 4, с. 97-104.

2. Авторское свидетельство СССР М 561194, кл. G G 7/28, 1974 (прототип). г