Кусочно-линейный аппроксиматор

 

О Il И C A Í È Ê ()95511

Союэ Советскик

Социвпистичвскии

Республик .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 16.01 81 (21) 3237546/18-24 (5I )M. 3(л.

G 06. G 7/28 с присоединением заявки №

Гооудорстываый комитет

СССР оо делам нэобретекий к открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30. 08. 82 ° Бюллетень № 32 (53 ) Уд К 681. 335 (088.8) Дата опубликования описания 30.08.82 (72) Авторы изобретения

С.В.Кочетков и P.Н.Яопарев

/ тй:з

Всесоюзный науино-исследовательский инстйтут - / электромашиностроения (71) Заявитель (54) КУСОЧНО-ЛИНЕЙНЫЙ АППРОКСИИАТОР

Изобретение относится к автомати-т ке и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, аппроксимирующих функций одной переменной °

Известны аппроксиматоры, постро- . енные на принципе кусочно-линейной аппроксимации и содержащие линейный потенциометр с шунтирующими резисторами (1) .

Недостатками таких устройств являются малая точность и невысокое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий выходной. сумматор, выполненный на дифференциальном операционном усилителе и п-парах масштабных резисторов, каждый из которых одним из выводов присоединен к одному иэ двух входов диффервнциаль" ного операционного усилителя (2j .

Точность и стабильность такого устройства ограничивается точностью

2 резисторов и количеством слагаемых, используемых при аппроксимации.

Погрешность аппроксимации возрастает при увеличении весов суммирования и количества участков аппрокси5 мации и.

: Цель изобретения — повышение точности и стабильности аппроксимации, Поставленная цель достигается тем, что в кусочно-линейный аппроксиматор, содержащий выходной сумматор, выполненный на дифференциальном операционном усилителе и и парах масштабных резисторов, каждый иэ котоpbIx одним иэ выводов присоединен к одному иэ двух входов дифференциального операционного усилителя, дополнительно введены и элементов НЕ, и элементов ИЛИ-НЕ, и пар ключей и много говходовый компаратор, причем и входов многовходового koMnapaTopa присоединены соответственно к и шинам опорных напряжений, а (n+1)-й вход является информационным входом уст3 9551 ройства, каждый i é из и выходов многовходового компаратора соединены с входами всех элементов ИЛИ-HE c меньшим номером непосредственно и через элемент НЕ. с входом i-ro элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с управляющими входами 1-й пары ключей, сигнальные входы которых соединены соответственно с информационным входом устройства и (и+1)-й шиной 10 опорного напряжения, а выходы соединены соответственно с другими выводами масштабных резисторов i é пары.

На фиг. 1 представлена блок-схема кусочно-линейного аппроксиматора, 15 на фиг. 2 - кривая, поясняющая работу устройства, Устройство содержит многовходоФ вой компаратор 1, логический блок 2, и элементов НЕ 3, и элементов ИЛИНЕ 4, и пар управляемых ключей 5, выходной сумматор 6, дифференциальный операционный усилитель 7, и пар масштабных резисторов 8.

2$

Первые п шин опорного напряжения

9 соединены с соответствующими входами мнаговходового компаратора 1, на (и+1)-й сигнальный вход которого подается входной сигнал. Каждый Зв .i é из п выходов. компаратора 1 сое-. динен с входами всех элементов ИЛИНЕ 4 с меньшим номером непосредственно, а с л -м элементом ИЛИ-НЕ 4через элемент НЕ, 3. Выходы элементов

ИЛИ-НЕ ч соединены с управляющими входами соответствующих пар ключей 5.

Сигнальный вход первого ключа каждой пары ключей 5 соединен с информационным входом устройства, второгоключа - с (n+1)-й шиной опорного напряжения 10. Выходы каждой пары ключей соединены с одним из выводов . соответствующего резистора соответствующей пары масштабных резисторов

8; вторые выводы которых присоединены к одному из входов дифференциального операционного усилителя 7.

Устройство работает следующим образом.

Сравнение входного сигнала Usx c опорными напряжениями Е„, 1*=1,2,..., и, определяющими точки излома, про исходит на .многовходовом комдараторе 1, Выходные сигналы компаратора

0„,„ проходят через логический блок

2, имеющий и выходов. Каждый из его

1ч ф выходных сигналов соответствует формуле

Таким образом, логический блок 2 производит выделение i-го участка аппроксимации и при помощи логического сигнала, возникающего на i-м выхода, включает к-ю пару управляемых ключей

3. Аппроксимация У определяется соотношением (фиг. 2)

Y+= Y„ i к;(x- к„).

Так как У„, х,„ и к„ - известные величины, то У =к х+У,, где У - теку% щая константа. С учетом, того, что аргумент х в схеме представлен напряжением 0 „, а функция У -Uyqð в пред+ лагаемом устройстве 11 ключей будут индивидуально подключать входной сигнал 0 „ с коэффициентом к„, выставляемым на входе сумматора масштабными резисторами, а другие и ключей— константу U â соответствии с их знаками либо на прямой, либо на инверсный вход сумматора 4. Текущая константа U; формируется от (n+1)-й шины опорного напряжения с помощью масштабных резисторов R, а коэффициент. передачи на участках равен

"ос

К = к

Благодаря разделению операций сравнения и коммутации и тому, что при формировании линейного участка происходит суммирование только двух слагаемых, точность аппроксимации по сравнению с прототипом повышается в несколько раз, в зависимости от производной аппроксимируемой функции У(х).

Формула изобретения

Кусочно-линейный.аппроксиматор, содержащий выходной сумматор, выпол ненный на дифференциальном операционном усилителе и 1 парах масштабных резисторов, каждый из которых одним из выводов присоединен к одному из двух входов дифференциального операционного усилителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности аппроксимации, он дополнительно содержит и элементов НЕ, и элементов

ИЛИ-НЕ, и пар ключей и многовходовой компаратор, причем и входов-.многовходового компаратора присоединены соответственно к шинам опорных на9551

Составитель Ю; Петренко

Редактор М.Янович Техред Т.Иаточка Корректор Г. Решет ни к

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, вмоскве, N-35, Раушская наб., д. 4/5

О/5

Заказ

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 5 пряжений, а (и+1) -й вход является информационным входом устройства, каждый i-é из-Il выходов многовходового ,компаратора соединен с входами всех элементов ИЛИ-НЕ с меньшим номером непосредственно и через элемент НЕ со входом 1-ro элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с управляющими входами ключей i- é пары, сигнальные входы которых соединены соответствен- 10 но с информационным входом устройства и (и+1)-й шиной опорного напря14 d жения, а выходы соединены соответственно с другими выводами масштабных резисторов -й пары, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сергеев Н.П., Вашкевич Н.fl, Основы вычислительной техники. М., "Высшая школа", 1972, с. 59-61.

Справочник по нелинейным схемам. Под ред. Д.Шейнголда. M,„ "Мир", 1977. с. 62 (прототип).