Кусочно-линейный аппроксиматор

(23) Приоритет Гооудоротееваый комитет оо делам нэобретек к открытий Опубликовано 30.08,82. Бюллетень Ф 53) УД К 681. 335(54) КУСОЧНО-ЛИНЕЙНЫЙ АППРОКСИИАТОР 1Изобретение относится к автомати-т ке и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, аппроксимирующих функций одной переменной5Известны аппроксиматоры, постро- . енные на принципе кусочно-линейной аппроксимации и содержащие линейный потенциометр с шунтирующими резисторами 1 . . 1 оНедостатками таких устройств являются малая точность и невысокое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий выходной, сумматор, выполненный на дифференциальном операционном усилителе и п-парах масштабных резисторов, каждый из которых одним из выводов присоединен к 20 одному иэ двух входов диффервнциаль" ного операционного усилителя 2 .Точность и стабильность такого устройства ограничивается точностью резисторов и количеством слагаемых, используемых при аппроксимации. Погрешность аппроксимации возрастает при увеличении весов суммирования и количества .участков аппроксимации и.: Цель изобретения - повышение точности и стабильности аппроксимации,Поставленная цель достигается тем, что в кусочно-линейный аппроксиматор, содержащий выходной сумматор, выполненный на дифференциальном операционном усилителе и и парах масштабных резисторов, каждый из которых одним иэ выводов присоединен к одному из двух входов дифференциального операционного усилителя, дополнительно введены и элементов НЕ, и элементов ИЛИ-НЕ, и пар ключей и многовходовый компаратор, причем и входов многовходового компаратора присоединены соответственно к и шинам опорных напряжений, а (и+1)-й вход является информационным входом уст 3 9 Б 1ройства, каждый 1-й из и выходов многовходового компаратора соединеныс входами всех элементов ИЛИ-НЕ сменьшим номером непосредственно ичерез элемент НЕ. с входом 1-го эле"мента ИЛИ-НЕ, выход которого соединенс управляющими входами -й пары ключей, сигнальные входы которых соединены соответственно с информационнымвходом устройства и (и+1)-й шиной 1 Оопорного напряжения, а выходы соединены соответственно с другими выводами масштабных резисторов 1-й пары.На Фиг. 1 представлена блок-схемакусочно-линейного аппроксиматора, 1на фиг. 2 - кривая, поясняющая работу устройства,Устройство содержит многовходоФвой компаратор 1, логический блок 2,и элементов НЕ 3, и элементов ИЛИНЕ 1, и пар управляемых ключей 5, выходной сумматор 6, дифференциальный операционный усилитель 7, и пармасштабных резисторов 8.2Первые и шин опорного напряжения 9 соединены с соответствующими входами мнаговходового компаратора 1, на (и+1)-й сигнальный вход которого подается входной сигнал. Каждый ЗВ 1-й из и выходов. компаратора 1 сое-. динен с входами всех элементов ИЛИНЕ л с меньшим номером непосредственно, а с л -м элементом ИЛИ-НЕ ч через элемент НЕ 3. Выходы элементов ИЛИ-НЕ ч соединены с управляющими входами соответствующих пар ключей 5. Сигнальный вход первого ключа каждой пары ключей 5 соединен с информационным входом устройства, второго ключа - с (и+1)-й шиной опорного напряжения 10. Выходы каждой пары ключей соединены с одним из выводов соответствующего резистора соответствующей пары масштабных резисторов 8; вторые выводы которых присоединены к одному из входов дифференциального операционного усилителя 7.Устройство работает следующим образом,Сравнение входного сигнала Ов сопорными напряжениями Е, щ 1,2и, определяющими точки излома, происходит на .многовходовом комдарато-ре 1, Выходные сигналы компаратораО, проходят через логический блок2, имеющий й выходов. Каждый из его 1 ч 4выходных сигналов соответствует формулеТаким образом, логический блок 2 производит выделение -го участка аппроксимации и при помощи логического сигнала, возникающего на 1-м выходе, включает к-ю пару управляемых ключей 3. Аппроксимация У определяется соотношением (фиг. 2)У:У" к;к-к.+Так как У, х, и к - известные величины, то У =к х+У, где У - теку%щая константа, С учетом, того, что аргумент х в схеме представлен напряжением О, а функция У -Оцр в предлагаемом устройстве П ключей будут индивидуально подключать входной сигнал О с коэффициентом к, выставляемым на входе сумматора масштабными резисторами, а другие и ключей - константу О в соответствии с их знаками либо на прямой, либо на инверсный вход сумматора 1, Текущая константа О; Формируется от (и+1)-й шины опорного напряжения с помощью масштабных резисторов йл, а коэффициент передачи на участках равен"осК=кБлагодаря разделению операций сравнения и коммутации и тому, что при формировании линейного участка происходит суммирование только двух слагаемых, точность аппроксимации по сравнению с прототипом повышается в несколько раз, в зависимости от производной аппроксимируемой Функции У(х).Формула изобретенияКусочно-линейный.аппроксиматор, содержащий выходной сумматор, выполненный на дифференциальном операционном усилителе и И парах масштабных резисторов, каждый из которых одним из выводов присоединен к одному из двух входов дифференциального операционного усилителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности аппроксимации, он дополнительно содержит и элементов НЕ, и элементов ИЛИ-НЕ, и пар ключей и многовходовой компаратор, причем и входов-.многовходового компаратора присоединены соответственно к шинам опорных наив Составитель Ю; Петренкоч Техред Т.Маточка Корректор Г, Решет ни к ор М,Ян Тираж 731 НИИПИ Государс по делам изо 13035, Москва, Подписноевенного комитета СССРретений и открытийЖ, Раушская наб д, 4/5 Заказ илиал ППППатент, г. Ужгород, ул. Проект 5 955 пряжений, а (и+.1)-й вход является информационным входом устройства, каждый 1-й из.п выходов многовходового ,компаратора соединен с входами всех элементов ИЛИ-НЕ с меньшим номером % непосредственно и через элемент НЕ со входом 1-го элемента ИЛИ-НЕ выход которого соединен с управляющими входами ключей 1-й пары, сигнальные входы которых соединены соответствен в но с информационным входом устройства и (и+1)-й шиной опорного напря 11 4жения, а выходы соединены соответственно с другими выводами масштабных4резисторов 1 -й пары,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1Сергеев Н,П Вашкевич Н,П,Основы вычислительной техники. М.,"Высшая школа", 1972, с. 59-61,Ъ. Справочник по нелинейным схемам. Под ред, Д.Шейнголда. М фМирф,1977,. с. 62 (прототип).