Частотно-импульсный функциональный преобразователь

,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 385290 Сопа Соеетскик Социалистически РеспурликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельст. Кл,( 1657176/18 Заявлено 17 Ч.19 с присоединением заявкиПриоритет омитет по аел аооретений и открытий при Совете Министров 335,813(088,8 публиковано 29.Ч ата опубликовани тень3, Бюл описания 29.Ч 111.1973 Авторыизобретения Н. И. Иопа и Г. О. Паламарюк язанский радиотехнический институеделе.и схе- терва- логих подмнож е" Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройствах, обрабатывающих частотно-импульсную информацию.Известно частотно-импульсное функциональное устройство, реализующее метод кусочно-линейной аппроксимации, при котором исходная функция заменяется в каждом интервале соответствующим отрезком прямой.Известное устройство содержит блок определения интервала, вычитающее устройство, множительную ячейку, частотно-импульсную следящую систему, логические схемы И и ИЛИ.Недостатками этого устройства являются громоздкость, высокая стоимость оборудования и ограниченные логические возможности,Целью изобретения является сокращение количества элементов частотно-импульсного функционального преобразователя,Для этого в нем выходы схем вычитания блока определения интервала подключены через две логические схемы ИЛИ к первым множительным входам множительно-дели- тельных ячеек, делительные входы которых соединены с выходом датчика частоты, а выходы через третью логическую схему ИЛИ чрисоединены ко входу следящей системы; вторые множительные входы множительноделительных ячеек подключены через две логические схемы ИЛИ к выходам группы логических схем И, импульсные входы которых соединены с выходами датчика частот, а потенциальные входы подключены к выходам дешифратора блока определения интервала.На фиг. 1 показана схема частотно-импульсного функционального преобразователя; на фиг. 2, а - кусочно-линейная аппроксима ция полинома Лагранжа; на фиг. 2,б - построение заданной кусочно-ломаной из суммы треугольных функций.Преобразователь (фиг. 1) содержит блокопределения интервала 1, состоящий из двух 15 схем вычитания 2, логических схем ИЛИ 3,схемы управления счетом количества интервалов 4, логических схем И б, реверсивного счетчика б и дешифратора 7, две логические схемы ИЛИ 8, две множительно-делитель ные ячейки 9, группу логических схем И10, логические схемы ИЛИ 11 и 12, частотно-импульсную следящую систему 13 и датчики частот 14 и 15.Выходы схем вычитания 2 блока опр 25 ния интервала 1 соединены со входаммы управления счетом количества ин лов 4, а также попарно подключены к ческим схемам ИЛИ, выходы которы ключены к множительным входам30 тельно-делительных ячеек 9. Делит(Х - Хо) (Х - Х,) (Х - Х (Х - Х 1) (Х - Х,)(х): (х - х,) (хд - х,) (хд - хд - 1) (х - хи 1) (х - х,) 25 30 3входы ячеек 9 связаны с датчиком частоты Рл а другие множительные входы - с выходами логических схем ИЛИ 11, каждая из которых объединяет группу логических схем И 10. Импульсные входы схем И подключены к выходам датчиков частот 14 и 15 Роп.21 и Роп(21), а потенциальные - к выходам дешифратора 7. Выходы множительно-делительных ячеек 9 через логические схемы ИЛИ 12 соединены со входом частотно-импульсной следящей системы 18.Один из входов обеих схем вычитания 2 соединен со входом устройства Р, а вторые входы соединены с выходами логических схем ИЛИ 8, объединяющих выходы логических схем И 5. Импульсные входы схем И 5 соединяются с выходами датчика На практике для моделирования интерполирующего множителя (рд(х) прибегают к его кусочно-линейной аппроксимации.Вид члена полинома Лагранжа и его аппроксимация показаны на фиг. 2, а.Колоколообразная кривая произведения Р(х;) (д(х) заменяется аппроксимирующей кусочно-ломаной функцией ад (х), которую в дальнейшем будем называть треугольной функцией или а - функцией.Треугольная функция изменяется линейно на интервале от (Й - 1) -го до Й-го узла и от Й-го до (1+1)-го узла и равна нулю во всех остальных интервалах, где х(хд, и Х)ХД 1.О ПРИ Х (Х 1 (х) Ь(х - х 1) при х 1(х (,х ф Ь(х,1 - х) при х (х (х,1О при х )х+1 (2) Ь(х - х ) - 1, Ь -1хд- хЕсли задан ряд узлов интерполяции (рядточек на плоскости ху), то полиному=Р(х) =; Р(х)ад(х) (3) выражает ломаную, состоящую из отрезков прямых, соединяющих соседние точки. На фиг. 2, б показано построение заданной кусочно-ломаной из суммы треугольных функций в соответствии с выражениями (2), (3),Функциональный преобразователь на основе интерполяционного полинома Лагранжа обладает высокой оперативностью, универсальностью и наглядностью изображения функции.Преобразователь работает следующим образом,Входной аргумент х в виде частоты повторения импульсов Р(х) подается на один из входов обеих схем. вычитания 2 блока определения интервала 1, На второй вход одной из них подаются образцовые частоты, моде 35 40 45 50 55 60 частот 15; моделирующего границы интерваЛа С НЕЧЕТНЫМИ (Роп.1 Роп 3, ", Роп(21 и с четными (Роп,2, Роп.4, Роп 21) номерами а потенциальные входы - с выходами дешифратора 7.В основу построения функционального преобразователя положен метод полинома Лагранжа в кусочно-линейной форме, поскольку в полипом Лагранжа входят заданные значения функции в узлах Р (хд), т, е. коэффициенты Р(хд) являются ординатами приближаемой кривой у=(х) и, следовательно, их можно вычислить наиболее просто. Это дает возможность непосредственно и независимо задавать значения функции в узлах интерполяции. В полиноме Лагранжа интерполирующий множитель 1(х) имеет следующий вид: лирующие границы интервалов с нечетными(Роп Ь Роп 3 " Роп (2)1, а друГОГО - С ЧЕТНЫ.ми (Роп,2, Р.4 Роп.21) номерами (фиг. 1),Блок определения интервала 1 определяет вкаждый текущий момент времени интервал,на котором находится значение входногоаргумента. (Область изменения аргументаразбивается на интервалы). Для каждогозначения частоты Р, он определяет границыинтервалов Роп.21 и Роп.(2)ы) такие, чтоРоп, 2 4 Рх 4 Роп. (21 1)и в соответствии с кодом интервала управляет коммутацией частот, моделирующих ординаты функции в четных Р 2, и нечетных Рп(2)ы) узлах интерполяции,При переходе значения входного аргумента с одного интервала на другой импульсы разностной частоты поочередно образуются на одном из выходов каждой схемы вычитания 2. Очередность эта определяется знапом разности частот на их входах.Таким образом, на интервале хд 1(х(хд с выходов схем вычитания 2 выдаются возрастающая Р - Ро(д 1) и убывающая Роп.д - Р, разности.При переходе на следующий интервал хд(х(х(д 0 разностные частоты противо- ПОЛОжНЫХ ЗНаКОВ Р,п.(д+1) - РИ Р - Роп д образуются на других выходах схем вычитания 2.Объединение логическими схемами ИЛИ 8 выходных шин каждой из схем вычитания 2 позволяет на каждом интервале иметь две разности; возрастающую и убывающую. Выходы логических схем ИЛИ 8 соединяются с одним из множительных входов множитель- но-делительных ячеек 9, на делительные входы которых подается частотаРол (4)Гоп,- Гоп.( - ц а на вторые множительные входы - частоты Рп 21 и Рп(и 1), моделирующие заданные зна(7) чения ординат в четных и нечетных узлах интерполяции.Таким образом, использование множитель- но-делительных ячеек 9 позволяет образовать любой треугольник, умножая элементарные треугольные функции ах) на заданные значения ординат.На интервале х( 1)(х(х с выходов ячеек 9 выдаются результаты множительно-дели- тельных операций в виде пачек импульсовРоп, й - РР,(р 1) -" Ру(п ц, (5)Роп. Й - Роп, (Й - 1)Р- Роп (Ф - 1) Р (6)Роп, А - Рол (Ф - 1)Суммируя результаты выражений (5), (б) на логическом элементе ИЛИ 12, получают отрезок прямойРоп. й - Рол (й - 1)+ Р - Рол (й - 1) РР)ьРоп А - Рол (Й - 1)моделирующий функцию Р(х) на интервале Х), 1(Х(Х),.На интервале х),(х(х+1 суммируются функцииР оп (Й 1 1) - х Р (8)Роп (Ф - 1) - Роп,йРх - Рол. йР(п+ 1) -Ру ( 1). (9)Роп (й 1 1) - Рол. ФИз выражений (6) и (9) видно, что с переходом на соседний интервал один из коэффпциентов Р.(Р 1,(2,1 не должен изменяться. В устройстве (фиг. 1) это учтено при построении дешифратора 7.Результат суммирования - см. выражение 5 (7) - с выхода логической схемы ИЛИ 11подается на положительный вход частотно- импульсной следящей системы 1 З.10Предмет изобретенияЧастотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий блок определения интервала с двумя схемами вычитания и 15 дешифратором, две множительно-делптельные ячейки, датчики частот, следящую систему, логические схемы И и ИЛИ, отличаюи(ийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в нем выходы схем вычитания 20 блока определения интервала подключенычерез две логические схемы ИЛИ к первым множительным входам множительно-дели- тельных ячеек, дел нтельные входы которых соединены с выходом датчика частоты, а 25 выходы через третью логическую схемуИЛИ присоединены ко входу следящей системы; вторые множительные входы множительно-делительных ячеек подключены через две логические схемы ИЛИ к выходам 30 группы логических схем И, импульсныевходы которых соединены с выходами датчика частот, а потенциальные входы подключены к выходам дешифратора блока определения интервала.ш 1 ография, пр. Сапунова,Заказ 2347/13 Изд.680 Тираж 647ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СоветеМосква, К, Раушская наб д. 4/5 Подписноинистров СССР