Функциональный преобразователь

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

<1>883923 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл;3 (22) Заявлено 100380 (21) 2893537/18-24 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

G 06 G 7/26

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий.Опубликовано 231181,Бизллетень 89

Дате опубликования описания 231181 (53) УДК 681. 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.В. Хохлов и B.Ä. Циделко (71) 3а яв итель

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Недостатком этого преобразователя является сложность структуры,поскольку в его состав входит блок умножения, который должен осуществлять мас2О.øòàáèðîâàHèå корректирующей функции при переходе с одного участка аппроксимации на другой. Такой блок обычно довольно сложен. (например, в качестве него можно испольэовать умножающий цифроаналоговый преобразователь) и служит источником дополнительных инструментальных погрешностей.

Цель изобретения — повышение точ- ности и упрощение структуры преобразователя.

Изобретение относится к области аналоговой и аналого-цифровой вычис-лительной техники.

Известен функциональный преобразователь, содержащий два последовательно соединенных регистра, выходы которых подключены ко входам цифроаналоговых преобразователей, линию задержки, аналоговый интегратор, вход которрго соединен с прямым и инверсным выходами цифроаналоговых преобразователей, выход интегратора является выходом устройства (1).

Недостатком этого преобразователя является невысокая точность воспроизведения заданной функциональной зависимости, определяемая наличием неустранимой методической погрешности преобразования из-эа приближения функции конечным числом линейных отрезков.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий первый нелинейный блок, первый вход которого подключен к первому входу блока управления и является входом преобразователя, а выход соединен с первым входом первого сумматора и вторым входом блока управления, выходы которого соединены вторым входом первого нелинейного блока и входом блока памяти, первый вход которого соединен с третьим входом нелинейного блока, второй нелинейный блок, блок умножения, и второй сумматор, входы которого подключены соответственно к входу преобразователя, и второму выходу блока памяти, выход второго сумматора через второй нелинейный блок соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу блока управления, а выход соединен с вторым входом первого сумматора (2).

883923 а 1.1((И).)(.ю„м, Ч. )( (.де ЬЧ,Щ=с(Х(-Ч("„ ), Х> )(;+Н

1 0 N-1 >

60 и — число участков.

При таком построении функции коррекции рассматривалась аффинная коПоставленная цель достигается тем, что в функциональном преобразователе, содержащем первый сумматор, первый вход которого является входом преобразователя, контактирующий нелинейный блок, кусочно-линейный аппроксиматор, второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом корректирующего нелинейного блока, блок памяти, соединенный выходом со вторым входом первого сумматора, выход .которого соединен со входом корректирующего блока, блок управления, вход которого подключен к первому входу первого сумматора, первый выходк управляющему входу блока памяти, а второй выход - к управляющему вхо- 15 ду кусочно-линейного аппроксиматора, второй вход второго сумматора соединен с первым входом первого сумматора, а выход второго сумматора подключен ко входу кусочно-линейного gg аппроксиматора, выход которого является выходом преобразователя.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя, на фиг.2 графики, поясняющие принцип работы устройства.

Преобразователь содержит первый 1 и второй 2 сумматоры, корректирующий нелинейный блок 3 кусочно-линейный аппроксиматор 4, блок управления 5 и блок памяти б.

Преобразователь работает следующим образом.

Работа преобразователя Основана на воспроизведении основной аппроксимирующей кусочно-линейной функции

Чкд,(корректирующей функции и их суммирования со своими знаками. для уяснения принципа работы рассмотрим кусочно-линейную аппроксимацию показательной функции а" (фиг. 2). 40

Выберем узлы аппроксимации через равные интервалы аргумента, а длину интервала .обозначим через Н. В известном устройстве функции коррекций, определяемые как разность между 45 текущими значениями исходной и аппроксимирующей функций, для различных участков аппроксимации подчиняются преобразованию подобия, т.е. отношение значений функции коррекции 50 любых двух соседних участков для соответствующих значений аргумента равны". между собой и постоянны ординатная система д у(х). Рассмотрим теперь случай аффинной системы координат вида л х(х), т.е. для текущего значения х определим значение исход3 ной функции у (х) и зафиксируем его.

Определим теперь точку пересечения прямой у (x) и функций Ук,1ц (фиг. 2). Этой точке будет соответствовать значение аргумента х

Таким образом, для каждого текущего значения аргумента х построена разность дх = х -х, зависящая от х которую назовем фуйкцией коррекции .

1 в координатах ь х(х3 ) . Запишем уравнения Ь х(х3 ) для некоторых участков аппроксимации

Н

ЬХ„(Х )=LOqd Y „-(V>„1) Н

Н Н

dXg(Xgy)EQd (3y (V)g» (Я ) Я

dН, ах и :во v>,- и-(ч -» ) — я.— - ц> (n- )Н ) Н вью.)=е м.-(- )и-Ь!.- J („—,т .

Принимая во внимание соотношения

Ч, «d)(41

31

X3i=X31iH3 УЗЕа 2=а 31 -"d

Х3 ХЯ +Н Х31 Н Х +H Yy ed =d ? =d -d к. „.,н„, н

)3 31

X3„X3 +(n-1)Н X3„Ь-1)Н

3и 3(- ) " %Р . Получаем для п-го участка аппроксимации

Х31+(-цН Г Х31 (н-1)Н (n-1)Н)к

VЬХН(Х3„)с о<,„сi -(n-1)Н- Р q g и бХ3 -1

Х =Х. - Н. (d 1)d(n- ).Н 31 Н-1

Анализ последнего выражения показывает, что зНачения функций коррекции не зависят от номера участка и для соответствующих значений аргумента равны между собой. Соответствие устанавливается соотношением х .()+1) = х" + Н, 41

Преобразователь раббтает следующим образом.

Входная величина х- поступает на сумматор 1 и блок управления 5. Как и в известном на блок 5 возлагается задача установления номера участка аппроксимации для текущих значений х .

Блок управления 5 выдает управляющее воздействие в блок памяти б,который хранит узловые значения x(), аргумента и выдает их на второй вход сумматора 1. Последний осуществляет вычитание соответствующего узлового значения аргумента из значения входной величины и на его выходе образу- ется сигнал dx> = х -x<, который

1Ф представляет собой йриращение аргу мента на 1-ом участке аппроксимации, где

Хе«все Х °: Х ° ()(iа1,Я) g

883923 6

Получение приращения dx . необходиj

h1o для воспроизведения периодической корректирующей функции дх> (x); которое выполняется корректирующим нелинейным блоком 3 ° Полученная корректирующая функция с выхода нелинейного блока 3 поступает на сумматор 2, на который также поступает входной сигнал х . Сумматор 2 осуществляет операцию вычитания х - дх и на его выходе получается сигнал, соответствующий величине х (фиг. 2). Последний подается на кусочно-линейный аппроксиматор 4, воспроизводящий кусочно-линейную аппроксимирующую функцию

Ук . Результат на выходе кусочнолинейной аппроксиматор-.4 будет равен действительному значению функции а". и не содержит методической погрешности (фиг. 2) .

Предлагаемый преобразователь обладает высокой точностью получения 20 значений показательной функции при простоте схемной реализации. B нем отсутствует блок умножения, присутствующий в известном, а значит и исключены вносимые им инструментальные 25 погрешности. Нелинейный блок 3 и аппроксиматор 4 могут быть более прос» тыми, чем при прямой реализации функции а". Так, например, если В обоих преобразователях достигается точность воспроизведения слагаемых результаTos У дп H д,х B 1Ъ, произведения результирующей функции а будет равна 0,01%.

Кроме того, в данном преобразователе обеспечивается постоянство приведенной погрешности иэ-за неидеальности корректирующего нелинейного блока, что объясняется полнсй идентичностью функций коррекции на разных участках аппроксимации.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий первый сумматор, первый вход которого является входом преобразователя, корректирующий нелинейный блок, кусочно-линейный аппроксиматор, второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом корректирующего нелинейного блока, блок памяти, соединенный выходом со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен со входом корректирующего нелинейного блока, блок управления, вход которого подключен к первому входу первого сумматора, первый выход - к управляющему входу блока памяти, а второй выход †к управляющему входу кусочно-линейного ацпроксиматора, отличающийся тем, что, с целью повыаения точности и упрощения структуры, второй вход второго сумматора соединен с первым входом первого сумматора, а выход второго сувенатора подключен ко входу кусочно-линейного аппроксиматора, выход которого является выходом преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 404097, кл. 6 06 G 7/28,1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 316052, кл. G G 7/26, 1976. ввзэгз

Jng-- Pf

Составитель Н.Балабошкб

Редактор В.Еремеева Техред И.Сайка Корректор Г. Решетыик

Заказ 10234/75 Тирам 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская иаб, д. 4/5

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