Устройство для кусочно-линейной аппроксимации функций времени

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.2 с присоединенйем заявки Йо 6 06 С 7/28 Госуаарствеииый комитет СССР по аелам изобретениЯ и открытий(23) Приоритет Опубликовано 1506.80. Бюллетень МЯ 22 Дата опубликования описания 180680(71) Заявитель Белорусский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет им. В.И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КУСОЧНО-ЛИНЕЙНОЙ АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИЙ ВРЕМЕНИ 1Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике.Известно устройство для,кусочно- линейной аппроксимации функций 1, 5 содержащее буферные регистры, цифроаналоговые преобразователи, операционные усилители, блок памяти, блок управления выборкой из памяти. Его недостатком являются значительные 1 О аппаратурные затраты при аппроксимации функций времени.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для кусочно-линейной 15 аппроксимации функций времени 21, содержащее первый регистр, принимающий входной код, и второй регистр, принимающий от первого регистра код, запаздывающий на один интервал времени по отношению к коду, поступающему в первый регистр, два цифроаналоговых преобразователя, подключенных к выходам йервого и второго регистров, аналоговый интегратор с ключом 25 для разряда конденсатора интегратора, первый и второй входы интегратора подключены к выходамцифроаналоговых преобразователей, управляющий вход ключа соединен со входом смены ЗО кодов второго регистра, и сумматор, .входы которого подсоединены соответственно к выходу интегратора и выходу второго цифроаналогового преобразователя, а выход является выходом устройства.Это устройство позволяет преобразовывать цифровой код равноотстоящих ординат в кусочно-линейную Функцию времени. Однако этому устройству при" сущ существенный недостаток. При работе устройства разряд конденсатора интегратора происходит за конечное время и тем больше, чем больше время интегрирования. Во время разряда кон-денсатора интегратор нормально не функционирует, поэтому существенно возрастает погрешность аппроксимации в моменты смены кода в регистрах. На выходе устройства эти погрешности проявляются в виде импульсных помех, Для больших времен интегрирования емкость интегратора составляет единицы микрофарад, поэтому во избежание больших токов через ключ включают ограничительный резистор, что еще больше увеличивает рассмотренную погрешностьЦелью изобретения является повышение точности устройства за счет уменьшения. импульсных помех..то достигается тем, что устройство для кусочно.-линейной аппроксимации функций времени, содержащее первый и второй буферные регистры, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых соединены с выходами соответствующих буферных регистров, входы первого буферного регистра являются цифровыми входами устройства, а его выходы сое- динены со входами второго буферного регистра, управляющие. входы буферных регистров объединены и являются управляющим входом устройства, аналоговый сумматор, выход которого является выходом устройства, а первый вход соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, операционный усилитель, вход которого через первый и второй входные резисторы соединен с выходами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, а выход соединен со вторым входом аналогового сумматора, первый интегрирующий конденсатор, соединенный одним выводом со входом операционного усилителя, первый разрядный ключ,подсоединенный параллельно к первому интегрирующему конденсатору, дополнительно содержит второй интегрирующий конденсатор, второй разрядный ключ, первый и второй коммутирующие ключи и триггер управления ключами, счетный вход которого подключен к управляющему входу устройства, прямой выход - к управляющим входам второго разрядного и первого коммутирующего ключей, инверсный выход - к управляющим входам первого разрядного и второго коммутирующего ключей, второй интегрирующий .конденсатор соединен одним выводом со входом операционного усилителя, а другим выводом через второй коммутирующий ключ с выходом операционного усилителя, второй разрядный ключ подсоединен параллельно второму интегрирующему конденсатору, первый коммутирующий ключ включен между другим выводом первого интегрирующего конденсатора и выходом операционного усилителя.Схема устройства для кусочно-линейной аппроксимации функций временч приведена на чертеже.Устройство содержит первый и второй буферные регистры 1, 2, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 3, 4, операционный усилитель 5, триггер б управления ключами, первые интегрирующий конденсатор 7 и разрядный ключ 8, вторые интегрирующий конденсатор 9 и разрядный ключ 10, первый и второй коммутирующие ключи 11, 12, аналоговый сумматор 13, первый и второй входные резисторы 14, 15.Устройство для кусочно-линейной аппроксимации функций времени работаетследующим образом.В исходном состоянии регистры 1 и 2 установлены в нулевое состояние. На выходах цифроаналоговых преобразо.вателей 3 и 4 и на выходе операционного усилителя 5 напряжение равно нулю. Два ключа 8 и 12 или 10 и 11 замкнуты. Примем, что в исходном состоянии были замкнуты ключи 8 и 12, 5 При поступлениина выход регистра 1 кода первой ординаты и подачиуправляющего импульса в регистр 2перепишется состояние регистра 1(т.е. нуль), а в регистр 1 запишетсякод первой ординаты. Это приведет кпоявлению напряжения, пропорционального коду первой ординаты на выходецифроаналогового преобразователя 3,На выходе цифроаналогового преобра зователя 4 напряжение в этот моментравно нулю. К операционному усилителю 5 подключится ранее разряженныйконденсатор 9. Напряжение с выходов цифроаналоговых преобразователей 3 и 4 поступают на входные резисторы 14, 15 и их сумма интегрируется конденсатором 9. Следующим управляющим импульсом опрокидывается триггер б управления ключами, содержимое буферного регистра 1 переписывается в буферный регистр 2, а .в буферный регистр 1 заносится код второй ординаты. После опрокидывания триггера б интегрирующий конденсатор 9, который зарядился к конЗ 0 цу интервала аппроксимации до напряжения, равного первой ординате, отключается с помощью ключа 12 от усилителя 5 и разряжается ключом 10, а к усилителю 5 подключается с помощью 35 ключа 11 ранее разряженный с помощьюключа 8 конденсатор 7. На выходах цифроаналоговых преобразователей 3 и 4 появятся напряжения, а напряжение на выходе операционного усилителя 5 начинает изменяться по линейному закону практически сразу со сменой кода ординаты.Таким образом включение дополнительного конденсатора, трех ключей и триггера управления ключами позволяет устранить влияние конечного времени разряда интегрирующего конден сатора на работу устройства и повысить точность аппроксимации функций времени по сравнению с прототипом. формула изобретения устройство для кусочно-линейнойаппроксимации функций времени, содержащее первый и второй буферные регистры, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, цифровые входыкоторых соединены с выходами соответствующих буферных регистров, входыпервого буферного регистра являютсяцифровыми входами устройства, а еговыходы соединены со входами второгобуферного регистра, управляющие входы буферных регистров объединены и741285 Составитель Н. БалабошкоРедактор Н. Каменская Техред Н.Ковалева Корректор Е. Папп Тираж 751 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 3205/48 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектщат, 4 являются управляющим входом устройства, аналоговый сумматор, выход которого является выходом устройства,а первый вход соединен с выходомвторого цифроаналогового преобразователя, операционный усилитель, входкоторого через первый и второй входные резисторы соединен с выходамипервого и второго цифроаналоговыхпреобразователей, а выход соединенсо вторым входом аналогового сумматора, первый интегрирующий конденсатор, соединенный одним выводом совходом операционного усилителя, первый разрядный ключ, подсоединенныйпараллельно к первому интегрирующемуконденсатору, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышения точности эа счет уменьшения импульсныхпомех, оно содержит второй интегрирующий конденсатор, второй разрядныйключ, первый и второй коммутирующиеключи и триггер управления, ключами,счетный вход которого подключен куправляющему входу устройства, прямой выход - к управляющим входам второго разрядного и первого коммутирующего ключей, инверсный выход - к управляющим входам первого разрядного и второго коммутирующего ключей, второй интегрирующий конденсаторсоединен одним, выводом со входомоперационного усилителя, а другим выводом через второй коммутирующий ключ с выходом операционного усилителя, второй разрядный ключ подсоединен параллельно второму интегрирующему конденсатору, первый коммутирующий ключ включен между другим выводом первого интегрирующего конденсатора и выходом операционного усилителя.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, С.А. Гинзбург, Ю.А. Любарский. Функциональные преобразователи с аналого-циФровым представлением информации. М., Энергия1973, с. 36.2. Авторское свидетельство СССР е 570071, кл. 6 06 07/28, 1977 (прототип).