Функциональный преобразователь

Союз Советскик Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ(23) Приоритет 6 06 С 7/26 Государствеиицй комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Недостатком этого преобразователяявляется сложность структуры,поскольку в его состав входит блок умножения, который должен осуществлять мас.штабирование корректирующей функциипри переходе с одного участка аппрок" симации на другой. Такой блок обычно довольно сложен. (например, в качестве него можно испольэовать умножающий цифроаналоговый преобразователь) и служит источником дополнительных инструментальных погрешностей.Цель изобретения - повышение точ-ности и упрощение структуры преобра- ЗО зователя. Изобретение относится к области аналоговой и аналого-цифровой вычис-. лительной техники.Известен функциональный преобразователь, содержащий два последовательно соединенных регистра, выходы которых подключены ко входам цифроаналоговых преобразователей, линию задержки, аналоговый интегратор, вход которого соединен с прямым и инверсным выходами цифроаналоговых преобразователей, выход интегратора является выходом устройстваНедостатком этого преобразователя является невысокая точность воспроизведения заданной функциональной зависимости, определяемая наличием неустранимой методической погрешности преобразования из-эа приближения функции конечным числом линейных отрезков.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является Функциональный преобразователь, содержащий первый нелинейный блок, первый вход которого подключен к первому входу блока управления и является входом преобразователя, а выход соединен с первым входом первого сумматора и вторым входом блока управления, выходы которого соединены вторым входом первого нелинейного блока и входом блока памяти, первый вход которого соединен с третьим входом нелинейного блока, второй нелинейный блок, блок умножения, и второй сумматор, входы которого подключены соответственно к входу преобразователя, и второму выходу блока памяти, выходвторого сумматора через второй нелинейный блок соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу блока управления, а выход соединен с вторым входом первого сумматора 23.5Поставленная цель достигается тем, что в функциональном преобразователе, содержащем первый сумматор, первый вход которого является входом преобразователя, контактирующий нелинейный блок, кусочно-линейный аппроксиматор, второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом корректирующего нелинейного блока, блок памяти, соединенный выходом со вторым входом первого сумматора, выход .которого соединен со входом корректирующего блока, блокуправления, вход которого подключен к первому входу первого сумматора, первый выход - к управляющему входу блока памяти, а второй выход - к управляющему вхо ду кусочно-линейного аппроксиматора, второй вход второго сумматора соединен с первым входом первого сумматора, а выход второго сумматора подключен ко входу кусочно-линейного 2 О аппроксиматора, выход которого является выходом преобразователя,На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя, на Фиг.2 графики, поясняющие принцип работы устройства,Преобразователь содержит первый 1 и второй 2 сумматоры, корректирующий нелинейный блок 3 кусочно-линейный аппроксиматор 4, блок управления 5 и блок памяти б.Преобразователь работает следующим образом.Работа преобразователя Основана на воспроизведении основной аппроксимирующей кусочно-линейной функции Чхла корректирующей функции и их суммирования со своими знаками. для уяснения принципа работы рассмотрим кусочно-линейную аппроксимацию показательной функции а" (Фиг. 2). 40Выберем узлы аппроксимации через равные интервалы аргумента, а длину интервала .обозначим через Н. В известном устройстве функции коррекций, определяемые как разность между 4 текущими значениями исходной и аппроксимирующей Функций, для различных участков аппроксимации подчиняются преобразованию подобия, т.е. отношение значений функции коррекции50 любых двух соседних участков для соответствующих значений аргумента равны. между собой и постоянны1+1 1+1 Н,ООЬМ, Ч де АЧ,Щ=а" -Ч,сла, Х-Х;+Н;1ОИ-й - число участков. При таком построении функции коррекции рассматривалась аффинная координатная система д у(х). Рассмотрим теперь случай аффинной системы координат вида ах(х), т.е. для текущего значения х определим значение исход 3ной функции у (х) и зафиксируем его.Определим теперь точку пересечения прямой у (х) и функций Ухла (фиг. 2). Этой точке будет соответствовать значение аргумента хТаким образом, для каждого текущего значения аргумента х построена разность лх = х -х , зависящая от х которую назовем Фуйкцией коррекции в координатах Ь х(х ), Запишем уравнения Ьх(х) ) для некоторых участков аппроксимацииНЬХ(Х )-о,ЧфЧ;-),нН Нахи(х;,=ЬаЧ)-н-(Ь-а 3( н ) нан,ахи;:во ч -ь.(ч 81.а ),- я. - ;цю)Н)Нахх ):ич-(п.)и-У.р - рю.Принимая во вниманиесоотношенияа)й,Х,.Х =Х- Н,а"-ан).й " ц 7 Н 1Анализ последнего выражения показывает, что значения функций коррекции не зависят от номера участка и для соответствующих значений аргумента равны между собой. Соответствие устанавливается соотношением х 1) = х" + Н,йПреобразователь работает следующим образом.Входная величина х поступает на сумматор 1 и блок управления 5. Как и в известном на блок 5 возлагается задача установления номера участка аппроксимации для текущих значений х.Блок Управления 5 выдает управляющее воздействие в блок памяти б,который хранит узловые значения хо, аргумента и выдает их на второй вход сумматора 1. Последний осуществляет вычитание соответствующего узлового значения аргумента из значения входной величины и на его выходе образу- ется сигнал с)х = х -хс), который,Фпредставляет собой йриращение аргумента на 1-ом участке аппроксимации, гдеХоботах Хо,., Хо; (,Х, 1 а ),8Получение приращения Ох . необходи 3мо для воспроизведения периодическойкорректирующей Функции дх (х); которое выполняется корректирующим нелинейным блоком 3Полученная коррек"тирующая Функция с выхода нелинейного блока 3 поступает на сумматор 2,на который также поступает входнойсигнал х. Сумматор 2 осуществляетоперацию вычитания х - х и на еговыходе получается сигнал, соответствующий величине х (Фиг. 2). Последний подается на кусочно-линейный аппроксиматор 4, воспроизводящий кусочно"линейную аппроксимирующую функциюУкп, Результат на выходе кусочнолинейной аппроксиматор .4 будет равен 15действительному значению функции а 9и не содержит методической погрешности (Фиг. 2),Предлагаемый преобразователь обладает высокой точностью получения 20значений показательной Функции припростоте схемной реализации. В немотсутствует блок умножения, присутствующий в известном, а значит и исключены вносимые им инструментальныепогрешности. Нелинейный блок 3 и аппроксиматор 4 могут быть более простыми, чем при прямой реализации функции а". Так, например, если В обоихпреобразователях достигается точностьвоспроизведения слагаемых результатов Удп и дх в 1, то точность воспроизведения результирующей функцииа будет равна 0,01.Кроме того, в данном преобразователе обеспечивается постоянство приведенной погрешности иэ-за неидеальности корректирующего нелинейного блока, что объясняется полнсй идентичностью функций коррекции на раз- ных участках аппроксимации.формула изобретенияфункциональный преобразователь,содержащий первый сумматор, первыйвход которого является входом преобразователя, корректирующий нелинейный блок, кусочно-линейный аппроксиматор, второй суюатор, первый входкоторого соединен с выходом корректирующего нелинейного блока, блок памяти, соединенный выходом со вторымвходом первого сумматора, выход которого соединен со входом корректирующего нелинейного блока, блок управле-.ния, вход которого подключен к первому входу первого сумматора, первыйвыход - к управляющему входу блокапамяти, а второй выход вк управляю"щему входу кусочно-линейного аппроксиматора, о т л и ч аю щ и й с ятем, что, с целью повщаения точностии упрощения структуры, второй входвторого сумматора соединен с первымвходом первого сумматора, а выходвторого сувиатора подключен ко входукусочно-линейного аппроксиматора,выход которого является выходом преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 404097, кл. 6 06 С 7/28,1973. 2, Авторское свидетельство СССР В 316052, кл. 6 06 6 7/26, 1976.ввзэгз тавитель Н.Балабошвред Н.Сайка Еремеева Тех Корректор Г.Решетыи Редак к Уагород, ул, Проектная, 4"Пат илиал 234/75 Тирай 748ВНИИПИ Государственного комипо делам иэобретений и о113035, Москва, З, Рауш Подписнотета СССРкрытийая наб , д. 4/5