Цифровой аппроксиматор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 5 В С 06 Р 7/5 ГОСУДАРСТВЕННЬИПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН МИТЕТ СССРЙ И ОТНРЫТЬ 9 БРЕТЕНИСТВУ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТ е 1) 3353233/18-24(46) 07.04.83, . Бюл, Р 13 (72) В.Б.Дудыкевич и З,М.Стрилецкий (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола(56) 1.Авторское свидетельство СССР Ф 800996, кл. С 06 Р 15/31, 1979,2., Авторское свидетельство СССР 9 543945, кл. С 06 Р 15/31, 19.75 (прототип).(54) (57) ЦИФРОВОЙ АППРОКСИМАТОР,содержащий первый счетчик, дешифратор, реверсивный счетчик, блок памяти, первую группу импульсно-потенциальных элементов И и первый элемент ИЛИ, входы которого соединеныс выходами имлульсно-потенциальныхэлементов И первой группы, потенциальные входы которых соединены свыходами разрядов первого счетчика,выход дешифратора соединен с входомблока памяти, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него введенывторой счетчик, вторая группа импульсно-потенциальных элементов И, второйэлемент ИЛИ, два импульсных вычитателя и два управляемых делителя частоты, управляющие входы которых сое,.801010619 А динены с первым и вторым выходами блока памяти соответственно, третий и четвертый выходы которого соединены с установочным и управляющим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, информационный вход которого соединен с выходом первого импульсного вычитателя и информационным входом второго управляемого делителя частоты, выход кот.рого соединен с входом второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с импульсными входами импульсно-потенциальных элементов И первой и второй групп, потенциальные входы им- щ пульсно=потенциальчых элементов И второй группы соединены с выходами разрядов первого счетчика, вы,- ходы которого подключены к входам С дешифратора, вход первого счетчика соединен с входом анпроксиматораВ и первым входом второго. импульсного вычитателя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ и первым входом первого импульсного вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами импульсно-потенциальных элементов И второй группы. ВаайИзобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительнойтехнике и может использоваться длялинеаризации характеристик частотныхдатчиков, в специализированных вычислительных устройствах для аппроксимации заданных функциональных зависимостей и т.п,Известно число-импульсное линеаризующее устройство с масштабированием, содержащее управляеьый делитель частоты, делитель частоты, элемент И-ИЛИ, блок памяти, счетчикадреса и переключатель каналов 1,Однако данное устройство имеетнизкую точность аппроксимации. 15Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсячастотно-импульсный функциональныйпреобразователь, содержащий триуправляемых делителя частоты, дешифратор, блок памяти, блок управленияи генератор опорной частоты, выходкоторого соединен с сигнальным входом первого управляемого делителячастоты, соединенного выходом с сигнальным входом второго управляемогоделителя частоты, выход которого является выходом преобразователя, иподключенного цифровыми входами коэффициента деления к первым выходамблока памяти, соединенного первыми.входами с первыми выходами дешифратора, входы блока управления соединены с вторымвыходами дешифратора,авыходы подключены к второму входу блока памяти и управляющим входам первого управляемого делителя частоты,соединенного счетным входом коэффициента деления и цифровыми выходами коэффициента деления соответственно с выходом дополнительного 40управляемого делителя частоты, сигнальный вход которого подключен квыходу генератора опорной частоты,и входами дешифратора, причем вторые и третьи выходы блока памяти 45соединены соответственно с цифровыми входами коэффициентом делениявторого дополнительного управляемых делителей частоты 2.Недостатком известного Устройства является пониженная точностьвоспроизведения функциональныхзависимостей, обусловленная применением кусочно-линейной аппроксимации функции.Цель изобретения - повышение точности аппроксимации.Поставленная цель достигается тем,что в цифровой аппроксиматор, содержащий первый счетчик, дешифратор,реверсивный счетчик, блок памяти, 60первую группу импульсно-потенциальных элементов И и первый элемент,ИЛИ, входы которого соединены с выходами ймпульсно-потенциальных элементов И первой группы, потенциаль ные входы которых соединены с выходами разрядов первого счетчика, выход дешифратора соединен с входомблока памяти, дополнительно введенывторой счетчик, вторая группа импульсно-потенциальных элементов И,второй элемент ИЛИ, два импульсныхвычитателя и два управляемых делителя частоты, управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами блока памяти соответственно,третий и четвертый выходы которогосоединены с установочным и управляющим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен .с выходом первого управляемого делителя частоты, информационный входкоторого соединен с выходом первогоимпульсного вычитателя и инфомационным входом второго управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом второго счетчика, выходы разрядов которого соединены симпульсными входами импульсно-потенциальных элементов И первой и второй.групп, потенциальные входы импульсно-потенциальных элементов И второйгруппы соединены с выходами разрядов первого счетчика, выходы которого подключены к входам дешифратора, вход первого счетчика соединенс входом аппроксиматора и первымвходом второго импульсного вычитателя, второй вход и выход которогосоединены соответственно с выходом .первого элемента ИЛИ и первым входом первого импульсного вычитателя,второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входыкоторого соединены с выходами импульсно-потенциальных элементов И второйгруппы,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого.аппроксиматора,Цифровой аппроксиматор содержитвход 1, счетчики 2 и 3, группы 4 и5 импульсно-потенциальных элементов И, элементы ИЛИ б и 7, импульсные вычитатели 8 и 9, управляемыеделители 10 и 11 частоты, реверсивный счетчик 12, дешифратор 13 и блок14 памяти,Счетчик 3, группа 4 и элемент ИЛИб образуют первый двоичный умножитель, управляемый счетчиком 2, асчетчик 3, группа 5 и элемент ИЛИ 7второй умножитель, управляемый счетчиком 2.УстройствО работает следующим образом.Вначале все блоки, устанавливаютсяв исходное положение, В исходномположении счетчики 2 и 3 находятсяв нулевом состоянии, с помощью блока 14 памяти устанавливаются значения коэффициентов деления делителей10 и 11, записывается начальное число п в реверсивный счетчик 12 и1010 б 19 4 Импульсная. последовательность уд поступает на вход управляемого делителя 11 частоты, на выходе которого получим ЙУ = ЙУ ЙУ.умножителей:ду = - - . (5)выражения (4) и (5) в 55 Если установить коэффициент деления блока 10 равным бесконечности, то можно осуществлять кусочно-линейную аппроксимацию, В этом случае отсутствует импульсная последовательность, поступающая с выхода делите-ля 10 на вход счетчика 3, а спедо-, вательно, отсутствуют импульсные последовательности с выхода двоичных умножителей. Входная импУльсная последовательность через импульсные вычитатели 8 и 9 поступает на вход делителя 11, коэффициентам деления которого можно задавать наклон аппроксимирующих отрезков, Результат, как и в предыдущем случае, формируется в реверсивном счетчике 12Осуществление кусочно-нелинейной аппроксимации Функций, воспроизвогде в Подставив(8) устанавливается режим его работы: сложение или вычитание на первом участке, аппроксимации. На вход 1 устройства поступает импульсная последовательность х, которая поступает также на первый вход импульсного.вычитателя 8. Импульсная по следовательность у с выхода вычитателя 8 поступает на первый вход импульсного вычитателя 9, с выхода которого она поступает на вход. управ ляемого делителя 10 частоты, с выхода которого госледовательность у 1 с . где М - коэффициент деления блока 10, поступает на вход счетчика 3, что вызывает,появление импульсной по следовательности у на выходе элемента ИЛИ 7 (на выходе второго двоичного умножителя). Эта импульсная последовательность поступает на второй вход импульсного вычитателя 9. Работа вычитателя 9 описывается выраже- нием где Йу - приращения импульсной 25 г последовательности у; Йу - приращения импульсной последовательности у Йу - приращения импульсной последовательности у 30 Определим ЙУЙу = Йх - ЙУ 4, (2) где Йх - приращения импульсной последователвности х;ЙУ 4 - приращения импульсной последовательности у 4, поступающей с выхода элементаИЛИ б (выхода первого двоичного умножителя). 40Подставим выражение (2) в (1) Йу = Йх - Йуд, - Йуз 0) Определим Йу и ЙУ 4 45Й 2 =. " ЙУ, (9) где Й 2 - приращения импульсной по- .следовательности на выходеделителя 11;И -.коэффициент деления делитеЯ.ля 11.Приращения ЙХ интегрируются реверсивным счетчиком 12,. в котором формируется результат преобразования.Решение уравнения (9) с учетом (8)г-,щ 1 - ,."-;- - щ ьвгкхД =1 п(1 + Й х), (10)Ел а 2% 2щ В общем случае с учетом первоначально записываемого в.реверсивном счетчике 12 числа пе работа аппроксиматора описывается выражениемИтЗсвв+2 Ь х )2=п+Г и щ . , ер- игде 1 - номер текущего участка ап .проксимации;и - количество участков аппроксимации;х - значение аргумента на теку 1щем участке аппроксимации;х- значение аргумента в концепредыдущего участка аппроксимации;вЕ,М- значения".коэфФициентов на".:текущем участке аппроксимации.В формуле (11) знак ф+ф ставится при работе реверсивного счетчика 12 в режиме сложения, ф-" - в режиме вычитания.Из выражения (11) видно, что цифровой аппроксйматор осуществляет кусочно-линейную аппроксимацию заданных функциональных зависимостей.1010619 димой предлагаемым аппроксиматором,поЗволяет существенно увеличитьточность воспроизведения заданныхфункциональных зависимостей, Обеспечение возможности осуществления кроме кусочно-нелинейной также икусочно-линейной аппроксимации является еще одним подтверждениемтехнико-экономических преимуществпредлагаемого изобретения. Составитель А, Зоринедактор М,Рачкулинец Техред М,Тепер орректор Е. Рококо Заказ 248 704енного комитений и отк5, Раушская ное илиал. ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,37 Тира ВНИИПИ Государс по делам изоб 13035, Москва, Ж