Цифровой экстраполирующий преобразователь

суларственныи хамите Совета Министров С по делам изобретен 53) УДК 621-5037. Бюллетеньописания 15,04.77 публиковано 15,0 ата опубликовани открытии 72) Авторы изобретения икифоров и А Н. А, Сарычев олов язанский радиотехнический инсти 1 тель 4) ЦИФРОВОЙ ЗКСТРА 1 тОЛИРУ 1 О 1 ЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ преобразователя - больания на блок прогноза и р 15 Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматизированного управления объектами,Известен цифровой экстраполирующий преобразователь, содержащий первый регистр памяти, входы которого соединены с шинами входного кода, а выходы - с соответствующими входами преобразователя код - частота, второй регистр памяти, реверсивный счетчик, элементы И, блок прогноза и линейный интерполятор 1.Недостаток такогошие затраты оборудовлинейный интерполятоНаиболее близким техническим решением к данному изобретению является цифровой экстраполятор, содержащий первый регистр, входы которого соединены с установочными входами реверсивного счетчика и с кодовым входом преобразователя, а выходы - со входом первого преобразователя код - частота и через последовательно соединенные первый элемент И, второй регистр, подключенный ко второму преобразователю код - частота, второй элемент И третий регистр - со входами третьего преобразователя код в частота, причем управляющие входы первого и второго элементов И подключены к тактовому вхо. ду преобразователя 2. Недостатком этого экстраполятора является ограниченная точность воспроизведения кривых выше первого порядка, перерегулирование при скачках входного сигнала, т. е, низкая точность преобразователя.С целью повышения точности в предлагаемый преобразователь введены четыре триггера, первый вычислительный блок, блок синхронизации и последовательно соединенные суммирующий счетчик, четвертый преобразователь код - частота, блок коммутации, второй вычислительный блок, входы которого подключены к выходу второго преобразователь код - частота и единичным выходам первого, второго н третьего триггеров, а выходы через блок синхронизации - ко входам реверсивного счетчика, третий вычислительный блок, пятый триггер, третий элемент И, управляющий вход которого подключен к тактовому входу преобразователя и входу установки в нуль суммирующего счетчика, и шестой триггер, единичный выход которого подключен к нулевому входу пятого триггера, счетные входы второго и чет. вертого триггеров подсоединены к выходам соответственно первого и третьего преобразователей код - частота, единичные выходы этих триггеров, подключенные к счетным входам первого и третьего триггеров соответственно, н выход второго преобразователя(5) 25 При выполнении условия2+ г 2 г который подается на преобразователь код - частота 10, В качестве опорной частоты на преобразователь 10 подается частота Р,", пропорциональная второй производной, вследствие чего выходная частота этого преобразо- вателя Р, и, а = Р," и, оЛсч(г 1" 0,5 Жп - Жп - 1+0,5 Лп - 2о, (3) где пг - разрядность регистров 1, 2, 3,Р, - опорная частота преобразователей 7,8, 9,о= - ,Т Блок коммутации 23 подает Ршы на положительный или отрицательный входы второго вычислительного блока 12, на который с триггеров 14, 15, 16 и с преобразователя код частота 8 подаются частоты с коэффициентами 0,25, 0,5, 0,25, 1 соответственно.В результате этого на выходе вычислительного блока 12 формируется частота(4) и ее знак з 1 дпР. Частотно-импульсный сигнал Р,. интегриру 15 ется реверсивным счетчиком 21, в результате чего код в нем гт З,а, а ++ Ла - 2) а, . (6) Это выражение описывает параболу второго порядка, проходящую через точки Уп - 2,40 Уп - 1 и Цп), в чем легко убедиться, подставляя в формулу (6) значения о=0, о= - 1,о= - 2 и получая Уп, Уа в , Уа всоответственно.Постоянная преобразователей 7, 8 и 9 Т=45 2 пдолжна быть вдвое меньше интервалаоквантования Т, что обеспечивается соответствующим выбором РБлок синхронизации 20 в зависимости отзнака з 1 дп Р переключает реверсивный счетчик 21 на сложение, либо на вычитание. Получение производной в виде частотно-импульсного сигнала позволяет ввести в преобразова 55 тель простую схему изменения порядка экстраполяции при скачках входного сигнала. Таккак воспроизводимая величина имеет непрерывную во времени и ограниченную по модулю производную х(г), то на положительномвыходе третьего вычислительного блока 13 импульсов не будет, так как в нормальном режиме Р; (Р; триггеры 18 и 19 находятся в нулевом состоянии и на запрещающийб 5 вход блока синхронизации 20 подается О,При скачках входного сигнала производная резко возрастает, первый же импульс на положительном выходе вычислительного блока 13 устанавливает триггер 18 в 1, блок 20 запирает вход реверсивного счетчика 21, третий элемент И 6 открывается и тактовые импульсы проходят на счетный вход триггера 19. Первый из них устанавливает его в 1, второй сбрасывает в О. При этом обнуляется триггер 18 и запирающий сигнал на входе блока 20 обращается в О. К этому времени в памяти экстр аполирующего преобразователя уже имеются три значения, принадлежащие одной параболе, и вновь осуществляется экстраполяция второго порядка. Таким образом, при каждом скачке входного сигнала на 2 Т запирается вход реверсивного счетчика 21, что обеспечивает в течение 2 Т экстраполяцию нулевого порядка путем записи 1 Чи в реверсивный счетчик 21.Применение данного экстр аполирующего преобразователя обеспечивает более высокую точность, отсутствие перерегулирования, формирует кроме экстраполированного значения кода экстраполированные значения первой н второй производных в виде частоты следования импульсов, что позволяет существенно упростить ряд систем автоматизированного управления и, в частности, станков с программным управлением и частотно-управляемых электроприводов,Формула изобретенияЦифровой экстраполирующий преобразователь, содержащий первый регистр, входы ко. торого соединены с установочными входами реверсивного счетчика и с кодовым входом преобразователя, а выходы - со входом первого преобразователя код-частота и через последовательно соединенные первый элемент И, второй регистр, подключенный ко второму преобразователю код-частота, второй элемент И и третий регистр - со входами третьего преобразователя код-частота, причем управляющие входы первого и второго элементов И подключены к тактовому входу 5 преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобразователя, в него введены четыре триггера, первый вычислительный блок, блок синхронизации и последовательно соединенные суммирующий 1 О счетчик, четвертый преобразователь кодчастота, блок коммутации, второй вычислительный блок, входы которого подключены к выходу второго преобразователя код-частота и единичным выходам первого, второго и 1 третьего триггеров, а выходы через блок синхронизации - ко входам реверсивного счетчика, третий вычислительный блок, пятый триггер, третий элемент И, управляющий вход которого подключен к тактовому входу преобра зователя и входу установки в нуль суммирующего счетчика, и шестой триггер, единичный выход которого подключен к нулевому входу пятого триггера, счетные входы второго и четвертого триггеров подсоединены к выходам соответственно первого и третьего преобразователей код-частота, единичные выходы этих триггеров, подключенные к счетным входам первого и третьего триггеров соответственно, и выход второго преобразователя код-частота р соединены через первый вычислительный блоксо входами блока коммутации и четвертого преобразователя код-частота, причем единичный выход пятого триггера подключен к запрещающему входу блока синхронизации.35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Коршунов 10. М. Цифровые сглаживаю 4 п щие и преобразующие системы, М., Энергия,1969 г, стр. 53 - 55.2. Лвторское свидетельство СССР Мо 486321М, Кл. 6 06 1." 15/20, 05.04,74 (прототип),550641 Составитель Н. Велинко едактор Н, Каменская Техред М. Семенов Корректор А, Галахова Заказ 612/9ЦНИ ПодписноСССР Тппограбия, пр. Сапунова, 2 Изд,271 1 Государственного комитет по делам изобретений 113035, Москва, К, Рауш