Устройство для определения коэффициентов разложения функций

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23,11.73 (21) 1970686/ 1. Кл.е С 066 7/1 с присоединением заявки23) Приоритетпубликовано 15,05.77, Бюллетень М 1ата опубликования описания 06.07.77 Государственный камитеСовета Министров СССРаа делам иэааретеннйи аткрытий(71) Заявитель П. Пронин Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ РАЗЛОЖЕНИЯ ФУЯ КОЭФФИЦЦИЙ Т тся к вычислительнои но для решения разно- и и техники, связанных ициентов разложения ьным заданным систедля определения кония функций, задане таблиц или в виде а, основанное на прин а. Оно содержит елемашин, .соединенных ски так, чтобы выполоритм счета, причем е для определения ко о ия функций, выполня Другое известйство состоит из гене- ложной формы, соедио с,перемножителями 20 устройство имеет выпо сравнению с цифназначения, однако ет сложного схемного ной точности вычисле изким,к изобретениюявляется устройство фициентов разложения ржит сумматор и по- нные генератор эталон Изобретение относи технике и предназначе образных задач физик с определением коэфф функций по произвол мам функций.Известно устройство эффициентов разложе ных графически, в вид электрического сигнал ципе дискретного счет менты вычислительных между собой электриче нялся требуемый алг операции, необходимы эффициентов разложен ются последовательно ное аналогичное устро раторов напряжений с пенных последовательн и интеграторами. Это сокое быстродействие, ровыми, аналогичного его реализация требу решения при ограничен ний 2. Наиболее бл техническим решением для определения коэф функций, которое соде следовательно соедине ного напряжения, делитель напряжения и коммутатор (3. Это известное устройство характеризуется необходимостью последовательного вычисления коэффициентов, сравнительно сложной структурой и ограниченными функциональными возмокностями. Обусловлено это тем, что для определения коэффициентов разложения функций требуется выполнять перемножение последней на функцию разложения, затем проинтегрировать произведение с известным весом в зависимости от определяемого, коэффициента, Такое устройство решает ограниченный круг задач, например определение коэффициентов ряда Фурье, поскольку реализация других, более сложных, систем функций разложения (Лежандра, Эрмита, Якоби, Чебышева и др.) требует создания специальных уникальных генераторов напряжений, изменяющихся во времени в соответствии с этими функциями. Кроме того, с помощью этого устройства невозможно непосредственно определять коэффициенты разложения функций, заданных графически или в виде таблиц, В этом случае в схему необходимо вводить дополнительный преобразователь какого-либо типа, обеспечивающий преобразование анализируемой функции в электрический сигнал.Описываемое устройство отличается тем, что оно содержит конденсаторы, первые обкладки каждого из которых выполнены в виде изолированных или гальванически связанных эквипотенциальных полосок, выводы которых подключены к выходам коммутатора, а вторые обкладки, каждого конденсатора выполнены в виде эквипотенциальных электродов, профилированных в плоскостях их расположения в соответствии с функциями разложения и подключены ко входам соответствующих сумматоров, Это упрощает устройство и расширяет его функциональные возможности, так как позволяет определять коэффициенты разложения функции, заданных графически или в виде таблиц одновременно по нескольким сколь угодно сложным системам функций.На чертеже приведена принципиальная схема описываемого устройства.Оно содержит конденсаторы, первые обкладки 1 каждого из которых выполнены в виде изолированных эквипотенциальных полосок 2, выводы которых подключены к выходам,коммутатора 3, а вторые обкладки 4 каждого конденсатора, выполненные из эквипотенциальных электродов 5, профилированных в плоскостях их расположения в соответствии с функциями разложения, подключены к соответствующим входам сумматора 6. Входы коммутатора 3 соединены последовательно с выходами делителя напряжения 7 и выходом генератора эталонного напряжения 8.На обкладках 1 конденсаторов с помощью изолированных одна от другой эквипотенциальных полосок 2, делителя напряжения 7, генератора эталонного напряжения 8 и коммутатора 3 создается распределение потенциала У=У(х), соответствующее анализируемой функции.В результате электростатической индукции на профилированных электродах 5, образующих вторые обкладки конденсаторов, возникают индуцированные заряды, пропорциональные коэффициентам разложения, если функции разложения однополярныЯ = С(х)У(х)сУх,где С(х) - распределенная емкость полосок 2 и электродов 5, определяемая профилем каждого электрода 5 при одинаковых расстояниях между ними;(О, Ь) - интервал задания функции У= = с 1(х),Если функции разложения,разнополярны, то приведенное соотношение имеет место для каждой полярности, а общий заряд пары электродов 5, равный разности и пропорциональный соответствующему коэффициенту разложения, вычисляется с помощью сумматоров 6, в которых выполняются условия нормировки систем функций, 558281 35 40 45 50 55 60 5 10 15 20 25 зо 4Для повышения надежности работы устройства желательно использовать в качестве генератора 8 источник переменного напряжения. В этом случае во внешних цепях электродов 5 протекают переменные токи, амплитуды которых пропорциональны,коэффициентам разложения.Непосредственный анализ физических процессов выполним в том случае, если коммутатор 3 обеспечивает преобразование анализируемой функции напряжения или тока в пространственное распределение потенциала на обкладках 1 конденсаторов.В отличие от всех известных устройств аналогичного назначения, описываемое устройство обеспечивает получение решения практически мгновенно, как только задана анализируемая функция. Это объясняется тем, что все необходимые операции выполняются одновременно, а время решения определяется временем, необходимым для возникновения индуцированных зарядов. В реальных системах оно составляет 10- - 10 - " с.Устройство просто по конструкции и обладает большими функциональными возможностями, поскольку реализация любых функций, входящих в систему разложения, не связана с практическими трудностями; устройство может быть выполнено весьма компактным с применением хорошо разработанной микропленочной технологии. Формула изобретения Устройство для определения коэффициентов разложения функций, содержащее сумматор и,последовательно, соединенные генератор эталонного напряжения, делитель напряжения и коммутатор, отл ич а ющееся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, оно содержит конденсаторы, первые обкладки каждого из которых выполнены в виде изолированных эквипотенциальных полосок, выводы которых подключены к выходам коммутатора, а вторые обкладки каждого конденсатора выполнены в виде эквипотенциальных электродов, профилированных в плоскостях их расположения в соответствии с функциями разложения и подключены ко входам соответствующих сумма"горов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Грибанов Ю. И. и Малюков В. Л. Спектральный анализ случайных процессов, М, - Л., Энергия, 1974, с. 206.2, Харкевич А. А, Спектры и анализ. Технико-теоретическая литература, М., 1953, с, 117.3. Вычислительная техника. Справочник иод ред. Г. Хаски и Г. Кориа. М. - Л., Энергия, 1964, с. 423.558281 Составитель О. Сахаров Техред М, Семенов Редактор Л. Тюрина Корректор О. Тюрина Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 12 э 8/16 Изд451 Тираж 815 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушокая наб., д. 4/5