Устройство для аппроксил1ации функций, заданных цифровым кодом

О П И С А Н И Е (н 419920ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистимескихРеспублик 61) Зависимое о цт. сццдетельсва22) Заявлено 10.02.72 (21) 1747226/18-24(51) М. Кл. 6 06 300 с присоединением заявки асударотвенный комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 2) Приоритет Опубликовано 15.03,74. 1 эюллете(о 3681.34(088.8 Дата опубликования описания 21.08.7 Авторыизобретеци(71) Заявител Институт хнической кибернетики АН Белорусской С(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИЙ,ЗАДАННЪХ ЦИФРОВЫМ КОДОМУстройство предназначено для кусочно-линейной аппроксимации произвольных функций, заданных цифровым кодом равноотстоящих ординат. Задание аргумента возможно как в аналоговом, так и в цифровом виде. Результат аппроксимации получается в виде аналогового напряжения.Известно устройство для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, содержащее приемный и дополнительный регистры, выходы которых присоединены к первым входам соответственно первого и второго цифро-аналогового множительного блока, у которых вторые входы подключены ко входам аргумента устройства, а их выходы соединены с выходом устройства, первый вход приемного регистра присоединен ко входу ординат функции устройства, а второй его вход через последовательно включенные две линии задержки соединен со вторым входом дополнительного регистра,Известное устройство обладает существенным недостатком - лизкой точностью воспроизведения аппроксимируемых функций в моменты смены кодов ординат в регистрах цифро-аналоговых множительных устройств. Это объясняется наличием выбросов напряжения аппроксимированной функции.Предложенное устройство, с целью повышения точности работы, содержит схему сравпения, два входа которой подключены соответственно ко входу порогового напряжения и входу аргуме;та устройства, а ее выход соединен со вторым входох дополнительного ре гистра и входом первой линии задержки, иблок совпадения, первый вход которого подключен к выходу приемного регистра, второй вход - к выходу первой линии задержки, а выход сосдццец с первым входом доцолцц тельного регистра.На чертеже показана функциональная схема устройства для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, состоящая из приемного регистра 1, дополнительного регистра 15 2, цифро-аналоговых множительных блоков 3и 4, блока совпадения 5, схемы сравнения 6 и линий задержки 7 и 8. Цифрами 9 и 10 обозначены входы аргумента устройства сицфазной и противофазцой составляющих пилооб разного цацряжсцця аргумента. Цифрами 11и 12 обозначены вход ординат аппроксцмируемой функции и выход устройства, на котором получается результат аппроксимации в виде аналогового напряжения. Цифрой 13 от мечен вход порогового напряжения Ср сравнивающего устройства 6.Приемный регистр 1 предназначен для приема параллельного кода ординат аппрокснмнруемой фтцкцпц, передачи в дополнительный 30 регистр 2 содержащегося в цем кода предыдущсго значения анпрокспмирусмой функции в моменты поступления каждого последующего значения кода и управления цифро-аналоговым множительным блоком 3, Своим входом приемный регистр 1 соединен со входом ординат 11 устройства, а выходом подключен ксоответствующим входам цифро-аналогового множительного блока 3 и блока совпадения 5.Дополнительный регистр 2 предназначендля приема кодов, поступающих из приемного регистра 1 через блок совпадения 5, и управления цифро-аналоговым множительным блоком 4.Цифро-аналоговые множительные блоки 3(4) предназначены для умножения синфазной и противофазной составляющих напряжения, поступающего на входы 9 и 10, на код, содержащийся в регистре 1 или 2. Выходы цифро-аналоговых множительных блоков 3 и 4 соединены вместе и с выходом устройства 12.Схема сравнения 6 предназначена для сравнения противофазного пилообразного напряжения Ус установленным пороговым напряжением Упор, подаваемым на вход 13, и выработки сигнала в момент достижения равенства указанных напряжений.Линия задержки 7 предназначена для задержки сигналов с выхода схемы сравнения 6 на время, определяемое длительностью переходных процессов в дополнительном регистре 2, имеющих место в момент 11 го чстановки в нулевое состояние.Назначение линии задержки 8 - задержкаимпульса с выхода линии задержки 7 на время, определяемое переходными процессами в блоке совпадения 5, возникающими в момент опроса последней.Работа устройства, показанного на чертеже,на произвольном, например -м, интервале изменения аргумента происходит следующим образом.В исходном состоянии в регистрах 1 и 2 содержатся соответственно коды Р(х;) и Р(х;,), пропорциональные значениям с-й и (с - 1) -й узловых ординат аппроксимируемой функции, а на вход 13 подано пороговое напряжение Упор близкое по уровню к нулевому.При возрастании синфазной У, и убываниипротивофазной Усоставляющих пилообразного напряжения аргумента напряжение У, на выходе цифро-аналогового множительного блока 3 изменяется согласно формуле:Р (ху)напряжение У на выходе цифро-аналогового множительного блока 4 изменяется соответственно выражению:(2)где Т - интервал между соседними узловыми значениями аппроксимируемой функции, а напРЯжение живых на выходе 12 Равно сУмме этих составляющих:(3)Когда напряжение Удостигает значенияУпор, то схема сравнения 6 вырабатывает сигнал 0 по которому дополнительный регистр 10 2 устанавливается в нулевое состояние. Поскольку величина Упор выбрана близкой к нулевому значению, то и противофазная составляющая напряжения (У) в это время будет близка к нулевому значению. Очевидно, ве ЛИЧИНа ВЫХОДНОГО НаПРЯжЕНИЯ Увв,х ОПРЕДЕляется величиной У т. е,:Увых =в=-7 оп(4)Спустя время, определяемое параметрамилинии задержки 7, импульсом с ее выхода производится опрос блока совпадения 5. В результате этого опроса в регистр 2 с выходов блока совпадения 5 поразрядно заносится код Р(х;). При этом напряжение У, стремится к О, поскольку в выражении (2) сомножитель (Т - 1) стремится к О, хотя значение кода в регистре 2 и стремится к Р(х;).Когда в регистре 2 установится код Р (х;),но У 1= О, ибо У, = О, то напряжение на выходе 12 устройства точно равно напряжению Ь т. е.:живых - 7 й - 7 опТ2 рЗатем начинается обратный код пилообразных напряжений аргумента У, и ЕУ,.В это время в обоих регистрах содержатсяодинаковые коды Р(х;), При условии равенства величин внутренних сопротивлений гене ратора У, и Са также равенства выходныхсопротивлений цифро-аналоговых множительных блоков 3 и 4, форма задних фронтов напряжений У, и У сохраняется одинаковой и противоположной по фазе, Очевидно, что в 45 этом случае напряжение на выходе устройства:(сложение алгебраическое), сохранится пропорциональным ординате Р(х;).В момент конца -го интервала аппроксимации на выходе линии задержки 8 вырабатывается сигнал, устанавливающий приемный регистр 1 в нулевое состояние. Поскольку напряжение У, = О и Р (х;) -э О, то напряжение на выходе цифро-аналогового множительного блока 3 тоже будет близким к нулю. Поэтому выходное напряжение устройства определяет ся напряжением У 2, т. е.:ц,=-ц,=и (т - )Р(х).РПосле установки приемного регистра 1 внулевое состояние на вход 11 поступает код 65 Р(х;+,) очередной (+ 1) -й узловой ординаты419920 Предмет изобретения Составитель О. СахаровНанкина Техред Т. Курилко Корректор Н. Стельма Редакто аказ 873/12ЦНИИПИ Изд.1374осударственного кпо делам изобрМосква, Ж.35, Р Тираж 624митета Совета Министений и открытийушская наб., д. 4/5 Подписов СССР биография, пр. Сапунова, 2 аппроксимируемой функции, При этом напряжение на выходе 12 будет интерполирующим от значения, пропорционального коду Р (х;), к значению, пропорциональному коду Р(х;+1).Итак, на (+,1)-м и последующих интервалах работа устройства полностью аналогична описанной.Анализ работы предлагаемого аппроксиматора показывает, что выбросы выходного напряжения в предложенном устройстве практически отсутствуют. Это позволило существенно повысить точность воспроизведения аппроксимируемых функций при сохранении всех преимуществ прототипа. Устройство для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом, содержащее приемный и дополнительный регистры, выходы которых присоединены к первым входам соответствснно первого и второго цифро-аналогового множительного блока, у которых вторые входы подключены ко входам аргумента устройства, а их выходы соединены с выходом 5 устройства, первый вход приемного регистра,присоединен ко входу ординат функции устройства, а второй его вход через последовательно включенные две линии задержки соединен со вторым входом дополнительного ре гистра, о тл ич а ю щеес я тем, что, с цельюповышения точности работы, оно содержит схему сравнения, два входа которой подключены соответственно ко входу порогового напряжения и входу аргумента устройства, а ее 15 выход соединен со вторым входом дополнительного регистра и входом первой линии задержки, и блок совпадения, первый вход которого подключен к выходу приемного регистра, второй вход - к выходу первой линии за держки, а выход соединен с первым входомдополнительного регистра.