Функциональный преобразователь

;,;и "т (1 И бТООПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советекии Социа диетических Республик(5) М. Кл.06 Л 1/00 Ст 067/26 ениеве заявки М присо Гасударственный намет Совета Министров ССС по делая изобретенийи открытий тет(71) Заявитель ское бюроении иальное конструкт вприборостоэлектооник 4) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Изобретение относится к области вйчислительно техники и может быть использовано в аналоговых и гибридных иэмерительно-вычислительных комплексах.Известны Функциональные преобразова тели, использующие метод кусочно-линейной аппроксимации.Один из известных преобразователей содержит в выходной части сумматор,две входные цепи которого являются цифро- К) аналоговыми преобразователями (ЦАП) и на их входы поступают возрастающие и убывающие пилообразные напряжения. Таким образом, выходное напряжение образуется суммированием двух точек ука-занных пилообразных напряжений. Значения Функции в точках излома задаются кодами с помощью перфокарт и диодной матрицы. Для преобразования входного напряжения в пилообразное с периодом ЯО зависящим от принятого разбиения оси абцисс при аппроксимации, преобразователь содержит два канала преобразования, в каждом из которых установлен входной суммирующий усилитель. Йа один 25 вход суммирующего усилителя поступает входное напряжение, а на второй, содержащий ЦАП для задания тбчек иэломаГ эталонное напряжение. В цепи обратной связи суммирующего усилителя включен .8 О ЦАП задания коэффициента передачи 1), Недостатком этого преобразователя является низкая точность работы.Другой известный универсальный гиб ридный функциональный преобразователь содержит блок памяти, блок задания функции, блок определения зоны аппрок симации, дешифратор и блок определени положения аргумента 21 .В таком преобразователе весьма затруднена (практически невозможна) перестройка на другую функцию преобраэо вания, поскольку при этом должен быть изъят один блок задания Функции и установлен другой. Кроме того, преобразователь сложно реализовать,Наиболее близким техническим решением к изобретению является Функциональный преобразователь, содержащийдве группы по П запоминающих элементов, первые входы которых соединеныс установочным входом преобразователя,второй и третий входы соединены с соответствующими выходами генератораимпульсов и генератора ступенчатогонапряжения. Выход каждого запоминающего элемента второй группы соединенс соответствующим входом блока выделе"ния временных интервалов,Первый вход и выход являются соответственно входом и выходом преобразователя, а второй и третий входы подключены соответственно к выходам генератора ступенчатого напряжения и генератора импульсов )3,).5Недостатками такого преобразователя являются низкая точность аппроксимации, так как он является преобразователем нулевого порядка, а также отсутствие автоматизированного задания10 узлов интерполяции.Целью изобретения является повышение точности работы и технологичности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в предложенный функциональный преобразователь введены дискретный делитель напряжения, первый и второй распределители аналоговый сумматор,ана" логовый запоминающий коммутатор, ЦАП 20 блок задания кодов, блок управления ианалоговых вычитающих блоков, два сигнальных входа каждого из которых соединены соответственно с выходом соответствующего и последующего эапо минающих элементов первой группы, управляющий вход соединен с соответст, вующим выходом блока выделения временных интервалов, а выходы всех аналоговых вычитающих блоков подключены 30 к сигнальному входу дискретного делителя напряжения. управляющие входы последнего соединены с соответствующими выходами первого распределителя, подключенного счетным входом к выходу ге-;ц нератора импульсов, а входом управления - к выходу аналогового запоминающего коммутатора. Выход дискретного делителя напряжения соединен с первым входом аналогового сумматора, выход которого подключен к четвертому входу выходного масштабного преобразователя. Второй вход аналогового сумматора соединен с выходом аналогового запоминающего коммутатора, первые входы которого подключены к соответствующим выходам запоминающих элементов первой группы, а вторые входы - к соответствующим выход.л запоминающих элементов второй группы. Четвертые входы каждого запоминающего элемента первой ивторой групп соединены с соответствующим выходом Записьф второго распределителя, вход которого подключен к первому выходу блока управления, соединенного входом с выходом генератора испульсов, а вторым итретьим выходами соответственно - со. входом управления блока задания кодов и ЦАП, сигнальный вход которого подключен к выходу блока задания кодов, а выход - 60 к установочному входу преобразователя.На Фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема функционального преобразователя; на Фиг.2 - диаграмма кусочной линейно-ступенчатой ап-,;5 проксимации, реализуемой преобразователем.Преобразователь содержит первую группу запоминающих элементов 1, каждый из которых включает первый масштабный преобразователь фазы в напряжение 2, второй масштабный преобразователь 3 фазы в напряжение и первый масштабный преобразователь 4 напряжения в фазу 4; генератор ступенчатого напряжения 5, генератор импульсов 6; выходной масштабный преобразователь 7, содержащий второй масштабный преобразователь 8 напряжения в фазу и третий масштабный преобразователь 9 фазы в напряжение; запоминающий аналоговый коммутатор 10 на однотипных масштабных преобразователях фазы в напряжение, аналоговый сумматор 11, аналоговые вычитающие блоки 12, первый распределитель 13, дискретный делитель напряжения 14 блок выделения временных интервалов 15,вторую группу запоминающих элементов 16, каждый иэ которых содержит четвертый масштабный преобразователь 17 фазы в напряжение, третий масштабный преобразователь 18 напряжения в фазу и пятый масштабный преобразователь 19 фазы в напряжение, второй распределитель 20, ЦАП 21, блок задания кодов 22 и блок управления 23.Функциональный преобразователь работает следующим образом.По сигналам Запись" значения Е-Е заданной функции 34(х) (фиг.2,а) и соответствующие значения аргументав точках аппроксимации записываются в виде напряжений, поступающих последовательно на установочные входы двух групп запоминающих элементов 1, 16. Значения функции и аргумента задаются в цифровом виде в блоке задания кодов 22, откуда они поступают на ЦАП 21, где преобразуются в напряжения. Блок задания кодов 22 предустанавливается вручную (например, с помощью перфокарты), или автоматически с помощью блока управления 23 согласно принятой программе. Второй распределитель 20, управляемый блоком управления 23, вырабатывает сигналы Запись поочередно на каждый многозначный запоминающий элемент 1,16 синхронно с поступлением соответствующих напряжений с выхода ЦАП 21. Блок управления 23 синхронизирован импульсами с выхода генератора импульсов 6,Точность запоминания этих эначений определяется числом состояний и 1 запоминающих элементов 1, 16. Значение п 1 соответствует отношению частоты т генератора импульсов 6 к частоте 4 . генератора 5 е 1/1 .После прохождения всех команд Запись запомненные значения функции (2-:Х) и аргумента (Х;,;)(, ) с выходов всех запоминающих элементов1,16 поступают на входы коммутатора10. С его помощью по запомненным значениям воспроизводится временная зависимость Е 11 (1) с периодом )б 7 определяемым частотой 1, генератора 5(фиг.2,б),Временная зависимостьХ 1=1(Цопределяется аппроксимируемой функцией Е =1(х) и является первой ступеньюприближения к этой функции (фиг.2,в).Воспроизведение Е = (1) происходит следующим образом, В момент време 10ни 1 х, , соответствующий величине аргумента Х( 7 на выход коммутатора 10подключается напряжение Ц пропор 3циональное величине Х; 7 которое сохраняется до момента времени 1 х со 1 б.3.ответствующего величине Х . В мо 1 ь 1мент времени 1 Х 1 7 на выход коммутатора 10 подключается напряжение, пропорциональное Ц- которое сохраня+1 7ется до моментами х ,б и т.д. полученное напряжение вида Х =(1)поступает наодин вход сумматора 11, на второй входкоторого поступают приращения напряжения с выхода делителя напряжения 14.Приращения получают следующим образом. Запомненные в запоминающих элементах 1 значения напряжений(О, З )пропорциональные величинам Епос(б т,р(йт (7тоянно подаются на соответстнующиевходы вычитающего блока 12. Блок выде-Э)ления временных интервалов 15 выделяет по управляющему выходу импульс,длительностью, равной х -1 х; .В те(мчение этого времени напряжение с выхода аа)читающего блока 12, рааиоеЯа.-1 Г; 7 поступает на общую шину и навход делителя напряжения 14, которыйпредставляет собой набор точных резисторов и ключей и осуществляет деление.НапряженияЦ- Ц ; ) делятсяна равные приращения, которые передаются на вход сумматора 11 и суммируют ся в нем с напряжением. ПерныйЕ 1распределитель 13 представляет собойсчетчик с дешифратором, подсчитывающий импульсы с выхода генератора импульсов 6. Число подсчитынаемых импульсов (объем счетчика)соответствуетдлительности выделенных интерваловаппроксимации (1 х,1-1; ) и равноК = И 1/И (фиг,2,г),уВ принципе дискретизация но времени может быть неравномерной: н этомслучае коэффициент деления К можетбыть различным для различных участковкусочно-линейной интерполяции и можетбыть предусмотрен по.сигналам переключения ступенчатого напряжения Е =(Ц 7поступающим с выхода коммутатора 10на управляющий вход распределителя 13.При этом может быть обеспечена более 60высокая точность аппроксимации илиуменьшено число участков аппроксимации.Коэффициент деления К распределителя 13 задан, исходя из требуемой точ 11ности аппроксимации. Таким образом, сумматор 11 суммирует в момент времени 1 1йх напряжение О; со ступенчато нарс 4 7тающим (падающим) напряжениемф ф:"Л 1 8.,В результате суммиронанйя получаем вторую ступень приближения функции Е" 1(Я) к аппроксимируемой функции К =1(х)(фиг.2,в) .Полученное напряжение 2,а 1(1) поступает в качестве задающего на вспомогательный входпреобразователя 7, который для входных сигналов Хобеспечивает получение на выходе значения 3согЛасно зависимости К "1(х), что является кусочным ступенчато-линейным приближенйем функции Е =1(Х)Функциональный преобразователь обеспечивает ныигрыш в точности аппроксимации в К: щ /)( раз или при той же точности выигрыш н К раз по затратам оборудования (числу запоминающих элементов)Формула изобретенияФункциональный преобразователь, содержащий две группы по И1 запоминающих элементов, первые входы которых соединены с установочным входом преобразователя, второй и третий входы соединены с соответствующими выходами гейератора ступенчатого напряжения и генератора импульсов, причем выход каждого запоминающего элемента второй группы соединен с соответствующим входом блока выделения нременных интервалов, и выходной масштабный преобразователь, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом преобразонтеля, а второй и третий входы - подключены соответственно к выходам генератора ступенчатого напряжения и генератора импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности работы и технологичности преобразователя, в него введены дискретный делитель напряжения, первый и второй распределители, аналоговый сумматор, аналоговый запоминающий коммутатор, цифро-аналоговый преобразователь, блок задания кодов, блок управления и И аналоговых вычитаю щих блоков, два сигнальных входа каждого из которых соединены соответственно с ныходом соотнетствующего и последующего запоминающих элементов первой группы, управляющий вход соединен с соответствующим выходом блока выделения временных интервалов, а выходы всех аналоговых вычитающих бло кон подключены к сигнальному входу дискретного делителя напряжения, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами первого распределителя, подключенного счетным входом. к выходу генератора импульсов, а входом управления - к выходу аналргового запоминающего коммутатора; вы ход дискретного делителя напряжения соединен с первым входом аналогового ,сумматора, выход которого подключен к четвертому входу выходного масштабного преобразователя, второй вход5 аналогового сумматора соединен:с выходом аналогового запоминающего коммутатора, первые входы которого под ключены к соответствующим выходам запоминающих элементов первой группы, а вторые входы - к соответствующим выходам запоминающих элементов второй группы; причем четвертые входы каждого запоминающего элемента первой и второй групп соединены с соответствующим выходом Запись второго распределителя, вход которого подключен к первому выходу блока управления, соединенного входом с выходом генератора импульсов, а вторым и третьим выходами соответственно со входом управления блока задания кодов и цифро-аналогового преобразователя, который сигнальным входом подключен к выходу блока задания кодов, а выходом - к установочному входу преобразователя. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент США 9 3586839,кл. 235-150.53,1971.2. Авторское свидетельство СССРВ 419919, кл. 06 3 3/00, 1972.3. Авторское свидетельство СССРТираж 826 ударственного коми по делам изобре Москва, Ж, РаушПодпиета Сов ров ССС ний и окая наб сноеета Иинистткрытийд. 4/5