Гибридный аппроксиматор функции

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в гибридных вычис" лительных системах, системах автоматического управления и контроля и т.д. для выполнения кубического пре- образования аналоговых сигналов.Известен гибридный функциональный преобразователь, содержащий блок входного аналого-цифрового преобразователя; блок адресации, блок па мяти и выходной блок интерполяции Я.Недостатком этого функционального преобразователя, позволяющего, в частности, выполнять кубическое преобразование аналоговых сигналов, 35 является большой объем аппаратурных затрат на реализацию,Известен также кубический Функциональный преобразователь, содержащий группы пороговых элементов,группы ключей, суммирующие усилителии узкодиапазонные квадратор и кубатор 2.Недостатком устройства является сложность технической реализации при повышенных требованиях к точности аппроксимации,Наиболее близким к изобретениюявляется гибридный аппроксиматорФункции у=ах, содержащий суммирующийз 0усилитель, выход которого являетсявыходом аппроксиматора, первый входсоединен с выходом первого кодоуправляемого делителя напряжения, а вто.рой уход - с шиной .ввода аргумента 35и с входом аналого-циФрового преобразователя, подключенного выходами куправляющим входам второго кодоуправляемого делителя напряжения итретьего кодоуправляемого делителя 40напряжения, соединенного сигнальнымвходом с выходом источника опорногонапряжения а выходом - с первымвходом второго суммирующего усилителя, подключенного выходом к сигнальному входу второго кодоуправляемогоделителя напряжения, соединенноговыходом через третий суммирующий усилитель с сигнальным входом первогокодоуправляемого делителя напряжения 3,Недостатком известного устройстваявляется пониженная точность. аппроксимации,Цель изобретения - повышение точности аппроксимации.55.Поставленная цель достигаетсятем, что в гибридный аппроксиматорфункции у=ахЗ, содержащий суммирующий усилитель, выход которого является выходом аппроксиматора, первый 60вход соединен с выходом первого кодоуправляемого делителя напряжения,а второй вход - с шиной ввода аргумента и с входом аналого-цифровогопреобразователя, подключенного выхода мн к управляющим входам второго кодоуправляемого делителя напряжения итретьего кодоуправляемого делителянапряжения, соединенного сигнальнымвходом с выходом источника опорногонапряжения, дополнительно введенычетвертый и пятый кодоуправляемыеделители напряжения, два,преобразователя кода и масштабирующий усилитель,подключенный входом к шине ввода аргумента, а выходом.- к сигнальномувходу второго кодоуправляемого делителя напряжения, выход которого соединен с сигнальным входом четвертогокодоуправляемого делителя напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя, ауправляющими входами -. к выходам первого преобразователя кода и к управляющим входам пятого кодоуправляемогоделителя напряжения, соединенногосигнальным входом с выходом третьегокодоуправляемого делителя напряжения, а выходом - с сигнальным входомпервого кодоуправляемого делителянапряжения, подключенного управляющими входами к выходам второго преобразователя кода, соединенного входами с выходами аналого-цифрового преобразователя и с выходами первогопреобразователя кода. На чертеже изображена блок-схема гибридного аппроксиматора функцииустройство содержит суммирующий усилитель 1, выход которого является выходом 2 аппроксиматора, первый вход соединен с выходом первого кодо управляемого делителя 3 напряжения,. а второй вход - с шиной 4 ввода аргумента и с входом аналого-циФрового преобразователя 5, Преобразователь 5 подключен выходами к управляющим входам второго б и третьего 7 кодоуправляемых делителей напряжения, Третий кодоуправляемый делитель 7 соединен сигнальным входом с выходом источника 8 опорного напряжения, Масштабирующий усилитель 9 соединен входом с шиной 4 ввода аргумента, а выходом - с сигнальным входом второго кодоуправляемого делителя 6.Выход делителя б соединен с сигнальным входом четвертого кодоуправляемого делителя 10 напряжения, подключенного выходом к третьему входу суммирующего усилителя 1, а управляющими входами - к выходам первого преобразователя 11 кода н к управляющим входам пятого кодоуправляемого делителя 12 напряжения. Делйтель 12 соединен сигнальным входом с выходом третьего кодоуправляемого делителя 7, а выходом - с сигнальным входом первого кодоуправляемого делителя 3, подключенного управляющими входами к выходам второго преобразователяЗаказ 8428/47 Тираж 706 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 13 кода, соединенного входами с выходами аналого-циФрового преобразо. вателя 5 и с входами первого преоб".раэователя 11 кода.Принцип действия гибридного аппроксиматора основан на том, что5непрерывная Функция у=ах , где а -3масштабный коэффициент, аппроксимируется полигональной (непрерывнойкусочно-линейной) функцией с постоянной длиной участков аппроксимации 10Дх Ч х 141 х 1 СОиьС. При этомуравнение аппроксимирующей полигональной функции для хахихиимеет виду=адх (3 х. и (и+1)+х" дх п(п+1) (2 п+1 Ц,где п=0,в - номер текущего участка;щ - общее число участков аппроксимации,,цля реализации, данного соотношения на суммирующем усилителе 1 суммируются три составляющие напряжения:.две линейные составляющие, линейнозависящие от входного сигнала, и одна ступенчатая, при этом. величинанапряжения на каждом участке аппроксимации определяется только номеромИ участка.Ступенчатая составляющая напряжения формируется путем умножения напряжения источника 8, численно равного величине Дх, на коэффициенты.передачи кодоуправляемых делителей7,12 и 3, пропорциональные кодам наих управляющих входах. соответственноравных и, (и+1) и (2 п+1).35Линейные составляющие выходногонапряжения Формируются умножениемвходного напряжения Х, масштабированного усилителем 9 с коэффициентомусиления, равным трем на коэффици(енты передачи кодоуправляемых делителей б и 10, пропорциональные кодам фи и (п+1) на их управляемых входах.Алгебраическая сумма этих напряжений с учетом общего масштабного 45коэффициента передачи суммирующегоусилителя 1, равного численно аДхпоступает на выход устройства. Преобразователи кодов 11 и 13 непрерывно формируют коды (и+1) и (и+1) и представляют собой обычные статические двоичные сумматоры.Аппроксиматор работает следующим образом.При отсутствии входного напряжения аргумента линейные и ступенчатые напряжения равны нулю и напряжение на выходе 2 отсутствует. При поступлении входного напряжения на шину 4 аналого-цифровой преобразователь 5 осуществляет определение номера И участка аппроксимации в зависимости от величины этого входного сигнала. Шаг дискретизации преобразователя 5 выбирается равным Дх. Код и подается на управляющие входы кодо- управляемых делителей 7 и б напряжения и одновременно на входы преобразователей 11 и 13 кодов. Преобразователь 11 кодов производит добавление единицы к коду И и управляет коэффициентом передачи кодоуправляемых делителей 12 и 10, а преобразо-ватель 13 кода производит умножение кода И на два (сдвиг влево на один разряд) и добавление единицы, Выходной код преобразователя 13, равный (2 И+1), используется для управления коэффициентом передачи кодоуправляемого делителя 3.В пределах одного участка аппрок симации ступенчатая составляющая выходного сигнала остается постоянной, а линейные составляющие изменяются в соответствии с изменением входного сигнала. В момент прохождения входным сигналом Х узлового значения д х и изменяются скачком ступенчатая составляющая и первая линейная составляющая, однако их сумма не изменяется, и напряжение а выходе 2 интерполирует функцию у=ах рт и-го узла к (и+1)-му узлу.Таким образом, изобретение поэвопяет повысить точность аппроксимации за счет использования полигонального характера приближения вместо кусочно-ступенчатого.