Устройство для аппроксимации функций, заданных цифровым кодом

Сова Советских Социалистических РеспубликО П И С А Н И Е 343276 изоьеетения К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЗаппспмое от пвт, свидетельства Ле Заявлено 28.1 Х.1970 ( 1474763/18-24)с прпсоедшгеппсм заявки с - Прпорптст -Опубллков а но 22.71 1972, Ьюллс топ ь Л 20( 06 о 7,/26 Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Ц, 681.34 (088.8) Дата опубликования описания 2"(1.1972 Авторыцзобретения Г. И. Алексеев и А. Г. Ярусов Институт технической кибеонетики АН БелорусскойССРЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИЯ,ЗАДАННЫХ ЦИФРОВЫМ КОДОМ2 Предлагаемое устройство, может найти применение в вычислительной технике для кусочно-линейной аппроксимации функций, задаваемых параллельцыми кодами, следующими через равные промежутки изменения аргумента,с представлением результата аппроксимации ваналоговом виде.Известные аппроксимирующие устройства,содержащие дешифратор с аналого-цифровымпреооразователем, генератор импульсов и ли оппп задержки, пс обеспечивают достаточно высокой точности аппроксимации, так как в нихаппроксимация осуществляется кусочно-линейной функцией с постоянным наклоном вне зависимости от величины разноспи соседних ор;динат,Целью изобретения является значительноеповышение точности аппроксихтациц при сохранецин простоты устройства.Эта цель достигается введением в устройство двух дополнительных цифро-аналоговыхпреобразователей и счетчика цяпульсов, причем входы одпсьго цифро-аналогового преобразователя соединены с выходами дополнительновведенного регистра, входахти связанного со 2;входным регистром; входы другого цифро-аналогового преобразователя соединены с выходами двух других цафро-аналоговых преобразователеи и с выходами счетчика, подключенного к генератору импульсов; выход переполпе-:;С ния счетчика соединены со входом установки в нуль дополнительного регистра и со входом липин задержки, выход которой соединен со входом второй липин задержкц ц со входом установки в нуль,входного;регистра.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, содержащего регистры 1 и 2, цифро-аналоговые преобразователи 8, 4, 6, счетчик 6, генератор импульсов 7, линии задержки 8 и 9. Цифрами 10, 11 и 12 соответственно обозначены: вход устройства, на который поступают в параллельном коде значения аппроксвмируемой функции, выход устройства, на котором получается результат аппроксимации в виде аналогового напряжения, и клемма получения импульса котща интервала аппроксимацци. Цифрами 13 и 14 обозначены аналоговые входы цифро-аналогового,преобразователя 5, циф. рой 15 - выход импульса переполпсц счетчика 6.На фиг 2. изображена функциональная схема счетчика 6 (триггеры 16 - 18) и цифро-аналоговый преобразователь 6 (ключи 19 - 21 и резисторный аттенюатор, состоящий цз резисторов 22 - 27), Связи между траггерами 16 - 18 для упрощения не показаны.На фиг, 3 показал участок аппроксимироватгной функции, заданной ординатамц УПусть в начальный момент времеви в реги1 О 15 2 о 95 зо 35 40 45 50 55 со 65 стре 1 имеется код 1 хй ординаты и на входе 13 цифро-аналогового преобразователя 5 соответствующее этому коду напряжение У;, в регистре 2 имеется код (1 - 1)-й ординаты и на входе 14 цифро-аналогового преобразователя 5 - напряжение У; 1, а в счетчике б - число 1=О.При поступлении на суммирующий вход счетчика б 1-го, 2-го,.,им 1 пульсов с генератора 7 в счетчике б последовательно фиксируются числа 1=1, 1=2,.Цифро-аналоговый преобразователь 5 предназначен для преобразования ч 1 исла, содержащегося в счетчике б, в напряжение на выходе 11 с учетом,нап 1 ряжений, поступающих на входы 13 и 14.Цифро-аналоговый преобразователь 5 вырабатывает изменяющееся по ступенчато-линейному закону напряжевие ври изменении аргумента с за 1 да 1 нной дискретностью в интервалах между каждыми соседними грубыми значениями апп 1 рокси 1 мируемой функции (т, е, в завис 1 имиости от числа в счетчике 6), П 1 ри этом дискретность определяется максимальной емкостью,счетчика б, т, е. числом 1с=а - 1, где а основание системы счисления, и количество разрядов счетчика 6.Дальнейшее описание соответствует аппроксим 1 ирующему устройству, использующему двоичный счетчик 6, для которого 1; .=2" - 1. Для этого случая цифро-аналоговый,преобразователь 5 цифро 1 вым 1 и вх 1 одами пораз 1 рйдио соединен с единичными выхода 1 ми три 1 ггеров 16 - ,18 вышеу 1 помянуто 1 го счетчика.В 1 исходном,положении тритгеры находятся в нулевом состоянии, а ключи 19 - 21 1 подключают все звенья аттенюатора ко входу 14. Навряжение на выходе 11 У . = У 1. 1 (фиг. 3).Если в счетчике 6 все триггеры установлены в единичное состояние, что соответствует 1с =2 - 1, то хлю 1 ч 11 ком 1 мути 1 руют зен аттенюатора на вход 13, а напряжение на вы 1ходе 11 Увых 1,;1 - (У- У, 1) (1- - у; ) + У Пр 1 и любых других значениях числа 1, иаходящегося в счетчике б, выходное на 1 пряжение определяется по более общей формуле:У; - У;.,Увыху 1,1:=-, 1+У Таким образом, при изменении числа в счетчике б от 1=0 до 1=1.с.=12" - 1на Выходе 11 меняется по ступенчато-линейному закону от У 1 до У, - ЛУ;1,11,т. е, на этом участке изменения аргумента имеет место ступенчато-линейная аппроксимация.С приходом следующего импульса от генерато 1 ра 7 в счетчике 6 образуется переполнение, и он устанавливается в нулевое состояние. Одновременно импульсом переполневия с выхода 15 устанавливается в нулевое состояние регистр 2, Затем импульсом с выхода линип задержки 9 устанавливается в нулевое состояние регистр 1. а код 1-й ордпияты при установке регистра 1 в нуль пере 1 дается поразрядно в регистр 2. П 1 ри этом на входе 14 циф 1 ро-аналогового преобразователя 5 устанавливается напряжение У, .Импульсом с выхода линии задержки 8 разрешаепся песту 1 пле 1 н 1 ие иа входы 10 в регистр 1 кода следующей, (+1)-й ординаты. После топо, как в регистре 1 устанавливается код (+1)-й ординаты, на входе И цифро-аналогового преобразователя 5 зафи 1 исируется наиряжение У;+1, а 1 на вых 1 оде 11 Увых,у+11 у-о =УПри за 1 полне 1 вии счетчи 1 ка им 1 пульсами генератора 7 от нуля до переполнения на (1, +1) интервале а 1 ппроксимирующей фу 1 нкции, равно как и па всех последующих интервалах, работа устройства аналоги 1 чна описанной для случая а 1 ппроксима 1 ции предыдущего интервала а 1 пп 1 рок 1 сим 1 ируемой функции.Точность апороксимации на различных участках ап 1 проксимируемой функции неод 1 инакова, поскольку приращения ЛУ меняются в зависимости от величины разности напряжений на а 1 ппроксимируемых учаспках, что хорошо видно на фиг. 3. Пр 1 и этом максимальная величина ЛУыас, а следовательно, минимальная точность будет на тех участках а 1 ппроксимируомой функции, где она имеет наиоольшую скорость изменения (крутихну) .В этом случае, очеви 1 дно:У1) мсЛ Усп 1 Если задана допустимая 1 величипа ЛУ. оп 1 ределяющая точность аппроксимации, то необходимое количество раз 1 рядов счетчика 6 определится из,формулы;(У1 д Л/Полученный результат определяется до ближайше 1 го большего целого числа.Управление скоростного изменения аргумента осуще 1 ствл я ется изменением частоты генер а- тора 7. Предмет изобретенияУстройство для а 1 ппроксимации фуниэий, зада 1 н 1 ных цифровым кодом, содержащее входной регистр с подключенным к нему цифро-аналоговым преобразователем, генератор импульсов и ли 1 нии заде 1 ржки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ап 1 проксимац 1 ии, оно содержит счетчик и два дополнительных цифро-аналоговых преобразователя, входы одного,из которых соединены с выходами дополнительно введе 1 н 1 ното регистра, входами связанного со входным регистром, входы другого ц 1 ифро-аналогового преобразователя соединены с выходами двух других цифро-аналоговых преобразователей и с выходами счетчика, подключенного к генератору импульсов, выход переполнения счетчика соединен со входом установки в нуль дополнительного регистра и со входом линии задержки, выход которой соединен со входом второй линии задержки и со входом установки в нуль входного регистра.343276Составитель И, ШелиповаРедактор Б, Нанкина 1 схрсд Л, Богданова ,Коррскторы Е, Сапунова н О. Волкова Заказ 4017 Изд, Хю 906 Тирад, 400 Подписпос ЦНИИПИ Комитета ио делати изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж-З 5, Раушская наб д, 4/5Обл. тип, Костромского удравленпя издательств, полиграфии икнижной торговли