Функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Ордена Ленина институт проблемуправления(56) 1. Экспресс-информация. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники". РЖ, 1975, вып, 7,с, 3-5.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3559458/18-24,кл. б 06 6 7/26, 01,03.83 (прототип).(54)(57) фУНКЦИОНАЛЬНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащийсумматоров и омножительных блоков, первые входыкоторых объединены, выход каждого1-го множительного блока соединен спервым входом 1-го сумматора, выходкаждого -го сумматора, кроме первого, соединен с вторым входом (1-1)го множительного блока, вторые входы каждого 1-го сумматора (1=1,п),а также второй вход и-го множительного блока, объединенный с третьимвходом (-1)-го сумматора, соедине- н ЯО 1142846 А ны с соответствующими шинами задания весовых коэффициентов, причемвыход каждого 1-го сумматора, начиная с третьего, соединен с третьимвходом (1-2)-го сумматора, а выходпервого сумматора является первымвыходом преобразователя, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения и повышения точности воспроизведения четных и нечетных функций, преобразователь содержит квадратор (ь+1)-й множительный блок,(и+1)-й сумматор и ключ, включенныймежду выходом второго сумматора ичетвертым входом первого сумматора,выход которого соединен с первымвходом (и+1)-го множительного блока, второй вход которого соединенс входом квадратора и с информационным входом преобразователя, а выходявляется вторым выходом преобразователя, выход квадратора и шинаопорного напряжения соединены свходами (в+1)-го сумматора, выходкоторого соединен с объединеннымипервыми входами ь множительных бло 1142846Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для нелинейных преобразований мгновенных значений сигналов. 5Известны функциональные преобра-,зователи, в которых заданные функции аппроксимируют полиномами Чебышева Г 11.Недостатком таких преобразователей является то, что при увеличенииколичества членов ряда аппаратурнаяпогрешность резко возрастает.Наиболее близким к предлагаемомуявляется функциональный преобразователь, содержащийсумматоров имножительных блоков, первые входыкоторых объединены, выход каждого1-го множительного блока соединен спервым входом -го сумматора, выходкаждого 1-го сумматора, кроме первого, соединен со вторым входом(1-2)-го сумматора, а выход первогосумматора является первым выходомустройства, в котором сумма полиномов Чебышева от входной переменной З 5воспроизводится при помощи последовательно соединенных множительных блоков и сумматоров 2 3.Недостатком этого преобразователяявляется сложность, особенно для 40случая четных и нечетных функций,воспроизводимых полиномамн высокогопорядка. При этом половина коэффициентов, поступающих на управляющиевходы, являются нулевыми, а значительная часть схемы прототипа - избыточной.Целью изобретения являетсяупрощение н повышение точности воспроизведения четных и нечетных функций еУказанная цель достигается тем,что функциональньй преобразователь,содержащий ь сумматоров и о множи 1тельных блоков, первые входы кото- урых объединены, выход каждого 1-гомножительного блока соединен с первым входом 1-го сумматора, выход каждого 1-го сумматора, кроме первого, соединен с вторым входом (1-1)-го множительного блока, вторые входы каждого 1-го сумматора, 1=1,о, а также второй вход и-го множительного блока, объединенный с третьим входом (0-1.)-го сумматора, соединены с соответствующими шинами задания весовых коэффициентов, причем выход каждого 1-го сумматора, начиная с третьего, соединен с третьимвходом (1-2)-го сумматора, а выход первого сумматора является первым выходом преобразователя, содержит квадратор, (ь+1)-й множительный блок, (и+1)-й сумматор и ключ, включенный между выходом второго сумматора и четвертым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом (о+1)-го множительного блока, второй вход которого соединен с входом квадратора и с информационным входом преобразователя, а выход является вторым выхо- дом преобразователя, выход квадратора и шина оперного напряжения соединены с входами (+1)-го сумматора, выход которого соединен с объединенными первыми входами и множительных блоков .Упрощение и повышение точности при воспроизведении четных и нечетных функций достигается за счет того, что при последовательном применении операций суммирования и умножения в нем достигается повышение порядка аппроксимации на два, а не на едини цу, как в устройстве-прототипе. При этом объем оборудования сокращается почти вдвое, соответственно уменьшается накопление аппаратурной погрешности и, таким образом, одновременно повышается точность.На чертеже показана блок-схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь содержит сумматоры 1-4, множительные блоки 5-8, квадратор 9, множительный блок 10, сумматор 1 1, вход 12, шины 13-1,7 задания весовых коэффициентов, первый 18 и второй 19 выходы, шину опорного напряжения 20, ключ 21.Устройство работает следующим образом.Входной сигналпоступает на вход 12 устройства, а на шины 13-17 псдаются сигналы, пропорциональные коэффициентам разложения воспронзвоСоставитель Г, Осип овТехред С.Мигунова Корректор М.Самборская Редактор С.Тимохина Заказ 738/42 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 случае должен быть равен -1 (а не -0,5, как в предыдуших примерах). Технически реализовать это изменение можно, например, при помощи реле или ключа, не показанных на схеме, либо использовать на первом входе первого сумматора переменный коэффициент.Таким образом, преобразователь позволяет при использовании в нем (в+1)-го сумматора и (и+1)-го множительного блока воспроизводить произвольные Функции в виде сумм полиномов Чебышева степени до 2 п для четных Функций и (2 п+1) для нечетных, что обеспечивает значительно большую точность аппроксимации при воспроизведении четных и нечетных функций при объеме схемы, одинаковом с прототипом.В случае, если степень полинома Чебышева Фиксирована, предложенная структура позволяет значительно сократить аппаратурные затраты, одно 42846 бвременно уменьшив накопление аппаратурных погрешностей,Например, известно разложение,используемое при воспроизведении5 функции вида у = соз У х на отрезке+ 0,30284 Т.(х)- 0,02909 Т(х)0,00139 Т(х) с погрешностью не более 0,0043,Эту Функцию можно воспроизвести,используя пример масштабирования, 15 .приведенный на чертеже. При этомпотребуется пять множительных бло-ков (один из них - в режиме квадратора) и пять сумматоров.Технико-экономический эффект отиспользования изобретения определяется упрощением преобразователя прнповьвпении точности, связанном с использованием в разложении полиномовЧебышева высокого порядка.