Аналого-цифровой функциональный преобразователь

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 22,02.78) М, Кл,06 Ю 3/00 606 9 7/26 асударстаенный неннтеСсввта Мнинетрав СССРв делан нзобретеннйн сткрытнй, ; Косолапов и В Н какуно уйбышевский политехнический институт имени В. В. Куйбыше 1) ЗаявителКЦИОНАЛЬНЫ хема оно ратор 3,мент И 5 атор 7,ых эле Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в гибридных вычислительных и управляющих системах,Известен аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий счетчик, блок памяти, преобразователь код-аналог, компаратор, линейный преобразователь и элемент И 1, Однако известный преобразователь характеризуется конструктивной сложностью и пониженным быстродействием при высоких требованиях по точности Воспроизведения функций, Наиболее близким к изобретению является аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с выходомэлемента И, а разрядные выходы подключены к входам ге нератора функций Уолша, соединенного выходами сумматора, подключенного выходом к первому входу комнаратора, второй вход которого соединен с входом устройства, а выход - с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора опорной частоты 2. Этот преобразователь характеризуегся сложностьюконструктивной реализации и пониженнымбыстродействием при повышенных требованиях по точности функционального преобразования,Делью изобретения является упрощениеконструкции и.повышение быстродействия. Вописываемом преобразователе это достигается тем, что в него дополнительно введены дешифратор, двоичный счетчик и группа элементов И, подключенных "въ 1 ходвми кразрядным входам дополнительного двоич-,ного счетчика, первыми входами - к выходуосновного элемента И, а вторыми входами- к выходам дешифратора, соединенного входами с порязрядными выходами основногодвоичного счетчика. На чертеже представлена бло описываемого преобразователя. Он содержит дополнительный ной 2 двоичный счетчики, дешиф генератор 4 функции Уолша, эле генератор 6 опорной частоты, с компаратор 8, группу дополнительн3ментов И 9, выходные шины 10 и входную шину 11.Произвольная функция Щ дискретизиройаняая в Я точках Я - , кф 0,1,2,2,", может быть аппроксимироваяа полиномом Фурье-Уолща порядка д Очевидно, что при заданной погрешности аппроксимации и равномерной дискретизации функции ряд ее значений на отдельных участкав может оказаться, избыточным. Для устранения избыточности выделчют участки, на которых производится выборка функции через равнйе иятервалыьИЛ (2, что соответствует линейному сжатию аргумента в 2, раз в пре делах, ь -го участка. Размеры участков выбирают из условия допустимой абсолютной погрешности, Р фЯ," 1)б)д 1причем отношение числа дискретных эяачений функцииЦ 4) яа -м участке к числу вь 1- бранных значений должно быть равными20 По неравномерным выборкам функции(М) составляется некоторая функции( ) заданная на множествеЬ= 1/2;=,1,22 , Функция( Ь ) представляется поли- номом Фурье-Уолша порядка Ж. 25При воспроизведении функции (. ) необходимое соответстви" между выбранными, дискретными значениями функции(О ) и ее аргументом Я может быть установлено при одновременном преобразовании аргумента Я. ,Дискретный аргументИ на каждом (, -м интервале подвергается 2 т" кратному сжатию в соответствии с произведенным преобразованием. Для, ,этого импульсы опорной частоты одновременно заполняют основной двоичный счетчик 2, накапливающий код аргумента Ь, и дополнительный двоичНый 1 счетчик 1, на котором происходит преобразование кода аргумента;Я заданной функции(О ).40Входы дополнительного счетчика подключаются в зависимости от номера участка аре образования с помощью дещифратора 3 и группы дополнительных элементов И 9. Де шифратор 3 управляется выходами основного двоичного счетчика 2 При достижении когда на этом счетчике, равного началу-го участка, на выходе дешифратора 3 формируется переключательная функция, рав50 наяединице наА -м участке и нулю - навсех остальных, Через соответствующий дополнительный элемент И 9 опорные импульсы подключаются к мъ;+1 входу дополнительного двоичного, счетчика 1.Б начале преобразования двоичные счеч чики 1 и 2 находятся в нулевом состоя,нии,.а элемент И 5 открыт разрешающим сигналом компаратора 8,. С поступлением опорных импульсов от генератора 6 основной счетчик 2 накапливает код, управляющий работой генератора 4 функций Уолшаи дешифратора 3, При этом на выходе сумматора 7 появляется напряжение, пропорциональное,значениям дискретизированяойфункции (ф), а на выходе дополнительного двоичного счетчика 1 формируется код,пропорциональный значению аргумента, соответствующего воспроизводимым значениям заданной функции. По мере изменениякода в двонном счетчике 2 последовательно возбуждаются выходы дешифратора 3.В момент сравнения входного напряжения снапряжением развертки прекращается пода"ча разрешающего сигнала с выхода компаратора 8, и яа дополнительном счетчике 1устанавливается код аргумента, соответствующий определенному значению заданнойфункции,В случае воспроизведения функций с неравномерным изменением крутизны при заданной погрешности аппроксимации йорядокполинома, представляющего фуякцию 1 ( )- меньше порядка полинома, представляющегофункцию(Я),формула изобретенияАналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащими двоичный счетчик,счетный вход которого соединен с выходомэлементов И, а разрядные выходы подключены к входам генератора функции Уопше,соединенного выходами с входами сумматора,подключенного выходом к первому входукомпаратора, второй вход которого соединенс входом устройства, а выход- с первымвходом элемента И, подключенного вторымвходом к выходу генератора опорной частоты, отличаюшийсятем, что,с/целью упрощения устройства и повышениябыстродействия, в него дополнительно введены дешифратор, двоичный,:счетчик и группаэлементов И, подключенных выходами к разрядным входам дополнительного двоичногосчетчика, первыми входами; к выходу основного элемента И, а вторыми входамик выходам дешифрвтора, соединенного входами с разрядными выходами основногодвоичного счетчика.ИсточнИки информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР М 388361, кл.8062 3/00, 1971.2. Толстых Г,Д. Нелинейный аналого-цифровой преобразователь иа основе спектрального разложения по функциям Уолша. "Измерительная техника", 1973, Хю 4, с. 19-21.Заказ 1238/41 Тираж 826 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д; 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4