Цифровой генератор гиперболических функций

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сове тскннСоцнапнстнческннРеспублнк и 732837(51) М. Кл. С 061= 1/02 Государственный комитет до делам изобретений и открытийДата опубликования описания 05.05.80(54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ГИПЕРБОЛИЧЕСКИУ, ФУНКЦИЙ Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в цифровых системах управления и контроля в качестве специализированного вычислителя, в станках с программным управлением, в цифровых моде 5 лирующих машинах и т. д.Известно устройство для моделирования гиперболических функций методом кусочнс линг йных аппроксимаций Ц10 содержащее управляемый делитель частоты, блок памяти для хранения угловых коэффициентов аппроксимирующих отрезков и блок управления. Недостатком этого устройства является значительный объем ЗУ в случае повышенной точности. воспроизведения с большим числом участков аппроксимации.Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой генератор гиперболических функций 2, содержащий генератор тактовых импульсов, элемент запрета, делитель частоты участков аппроксимации, элемент задержки, счетчик участков аппроксимации,счетчик результата и блок постоянной памяти (ПЗУ). Выход генератора тактовых импульсов через элемент запретаподключен ко входу депителч частоты аргумента и делителя частоты участковаппроксимации. Выход делителя частотыаргумента подключен ко входу счетчикааргумента, выход которого подключен ковходу запрета элемента запрета, управляющий вход которого является управляющим входом генератора гиперболических функций. Выход делителя частоты участков аппроксимации через элемент задержки подключен ко входу счетчика участков аппроксимации. Недостатком такого генератора является его сложность, возрастающая с псь вышением точности аппроксимации из-за большого обьема памяти.Белью изобретения является упрощение цифрового генератора гиперболических функций.ТПЩ-пф-и+) 3 7328Поставленная цель достигается тем, что предложенный генератор содержит регистр, первый и второй управляемые делители частоты, блок вычитания и масштабируюший бпок, Управляющий и информационный входы регистра подключены соответственно к вькоду делителя частоты участков аппроксимации и выходу счетчика участков аппроксимации, Управляющие входы первого и второго о управляемых делителей частоты подключены соответственно к выходу регистра и выходу счетчика участков аппроксимации. Выход элемента запрета через первый и второй управляемые делители частоты подключены ко входам блока вычитания, выход которого через масштабирующий блок подключен ко входу счетчика результата.функциональная схема цифрового ге нератора гиперболических функций представлена на чертеже.Он содержит генератор тактовых импульсов 1, элемент запрета 2, делитель частоты аргумента 3, счетчик аргумента 4, делитель частоты участков аппроксимации 5, элемент задержки 6, счетчик участков аппроксимации 7, регистр 8, первый 9 и второй 10 управляемые делители частоты, блок вычитания 11, масштабируюший блок 12, счетчик результата 13, разрешающий 14 и запрещающий 15 входы блока запуска.Генератор реализует принцип кусочно- линейной аппроксимации с постоянным шагом квантования, равным ьХ= Хп 1 д /ГП где Го =2(для удЬбства реализации), Аргумент Х записывается в виде функции номера Ь шага квантования и условной переменной Ь, принимающей значения 0 1 на шаге Ьх=а(о-и+ .Заданная для воспроизведения функция запишется како"45ОЗначения переменной У и ее приращениядля узлов ( й -1) и о аппроксимации представляются в видеПИ 50=о( -о.о- ю(п-и) о. л-Оа кусочно-линейная аппроксимируюшаяфункция запишется какфб"-и мц Х ь ъ+ ь У 1 =,Х(т-о)о-ОФ 4)./ 37 4Выражением Г/(Гд-И(п-О+представляет собой функцию угловых коэффициентоваппроксимирующих отрезков, зависящуютолько от переменной и . Для ее реализации, а именно для реализации знаменат.еля (п-о ) (т-д 4 ), в состав гене. ратора включены два управляемых делителя частоты 9 и 10, коэффициенты деления которых изменяются соответственно как (п - г 1 ) и (ъ-о+ 1.), а выходыподключены к блоку вычитания импульсов 11, Их суммарный коэффициент передачи равен4 Ло, о (о(щ-й+ ) (щ-и)Яп-и+ )Отличие коэффициентов передачи на единицу обеспечивается включением в устройство регистра 8. При этом теку 1 цеечисло на выходах работающего в режимевычитанию счетчика 7, равно (т-и ), ана выходах регистра 8 - (гп-о +1),Очевидно, что в исходном состоянии всчетчик 7 записывается число й 1, а врегистр 8 - число (П 1 +1),Генератор гиперболических функцийработает следующим образом.При подаче разрешающего сигналана шину 14 блок 2 открывается для прохождения импульсов на входы делителей3,5, 9 и 10.Делитель 5 осуществляет отсчет шага аппроксимацииьх О К "о -"х. пгде К я - коэффициент деления делителя 3, необходимый для получения требуемой дискретности выходной переменной.10 - масштабный црэффициент при аргументе К .В момент окончания очередного шага Ь импульс с выхода делителя 5 управляет записью в регистр 8 числа ( п-Н ) из счетчика 7 и поступает через элемент 6 задержки в счетчик 7, вычитая из находящегося в нем числа единицу.Поступающие на выходблока вычитания 11 импульсы приводятся к необходимому масштабу блоком 12, коэффициент умножения которого равен= - ОуО йУ Ьгде 10 х- масштабный коэффициент при выходной переменной;.О - варьируемый множитель. Если значение Кокажется несколько большим единицы, то необходимо увеличить значение я5 732Число п участков аппроксимации определяется из условия заданного число-импульсного эквивалента аргумента Х 10 он, переполняется иХзакрывает блок 2 запуска, а в счетчике 13 результата фиксируется значение функции, которое прошла все промежуточные значения от 0 до урдкс.В сдучае изменения множителя О требуется скорректировать лишь значение К,Технико-экономическая эффективность щ применения предложенного устройства обусловлена исключением блока постоянной памяти, что обеспечивает простую подготовку и смену воспроизводимой зависимости, увеличение точности без существенного усложнения устройства. Цифровой генератор гиперболических функций, содержащий генератор тактовых30 импульсов, элемент запрета, делитель частоты аргумента, счетчик аргумента, делитель. частоты участков аппроксимации, элемент задержки, счетчик участков аппроксимации, счетчик резудьтата, причем выход генератора тактовых импульсов через элемент запрета подключен ко ахоЕ.Е.Зау,где- погрешность аппроксимации,которая связана с числом т зависимостью; В момент поступления в счетчик 4 формула изобретения 837 6.ду делителя частоты аргумента и делителя частоты участков аппроксимации, выход делителя частоты аргумента подключен ко входу счетчика аргумента, выход которого подключен ко входу запрета элемента запрета, упращ яющий входкоторого является управляющим входомцифрового генератора гиперболическихфункций, выход делителя частоты участ 1 О ков аппроксимации через элемент задержки подключен ко входу счетчика участковаппроксимации, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения цифровогогенератора гиперболических функций, онсодержит регистр, первый и второй управляемые делители частоты, блок вычитания и масштабирующий блок, причемуправляющий и информационный аходы регистра подключены соответственно к выходу делителя частоты участков аппроксимации и выходу счетчика участков аппроксимации, управдякпцие аходы первого ивторого управляемых делителей частотыподключены соответственно к выходу регистра и выходу счетчика участков аппроксимации, выход элемента запрета через первый и второй управляемые делители частоты подключен к соответствующим аходам блока вычитания, выход которого через масштабирующкй блок подключен ко аходу счетчика результата.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетепьство СССР% 376778, кл. С 06 Р 7/38,2, Авторское свидетельство СССРМ 415666, кп. б 06 Г 7/38 (прототип).51 Подписноерственного комитета ССретений и открытий Ж 35, Раушская наб,