Устройство для воспроизведения функций

(22) Заявлено 16. 12.77 (21) 2556230/18-2 присоединением заявки Лф Гоеудерстевнньщ кетеит(23) Приоритет бретентий елец и публиковано 05,05,80, Бюллетень М 1Дата опубликования описания 08,05,80. Я. Голубчик и Г. Я. Голубчт 72)из торыретени на Ленина инс(7) Заявител Украинской СС кибернетики(54) УСТРОЙСТВО ВОСПРОИЗВЕПЕНИЯ И к автоматике",в частности для держ атель умент изведения раэумента.нальньтй преаший управляеетчик результков, счетчик И, блок памятиций.то Известен также многофункциональныйпреобразователь ) 2), содержащий цифроаналоговые преобразователи, усилители,регистры, логический блок, дешифратор 1 Бкода функции, группы элементов И, триггер и управляющие матрицы угловыхкоэффициентов и ординат.Известные устройства имеют сложнуюсхему при воспроизведении широкого 20класса функций, что определяется большим объемом используемой памяти длпхранения коэффициентов воспроизводимых функций,3 Изобретение относится и вычислительной технике,к устройствам для воспро личных функций одного арг Известен многофункцио обраэователь 1, содерж мый делитель частоты, сч тата, счетчик длины учас адреса, элементы И и ИЛ и переключатель вида функПрототипом изобрететптя является устройство воспроизведения функций 3, со ащее аналого-цифровой преобраэов, соединенный входом с шиной арг а функции и первым входом первого сумматора, второй вход которого через первый пяфроаналоговьтй преобразователь подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя и первому входу блока выборки. Выход первого сумматора соединен с первым входом блока анализа приращений, подключенного выходом к второму входу блока выборки, соединенного третьим входом с шиной кода функции и подключенного четвертым входом к выходу счетчика масштаба. Вход счетчика соединен с выходом блока управления, подключенного входом к шине запуска устройства, Выход блока управления соединен также с пятым входом блока выборки, вторым входом блока анализа приращений и первым входом второго сумматора, подключенного вторым входом25 к выходу инвертора, первый вход которого соединен с шиной кода четности фу 1 псцни. Выход второго сумматора подключен к входу второго цифроаналогового преобразователя, соедине 1 пюго выходом с выходом устройства, причем второй вход инвертора и третий вход второго сумматора подключены к соответствующим выходам блока выборки.В прототипе увеличение точности вос произведения функций приводит к увеличению числа интервалов разбиения функций, т.е. к увелич"нию оборудования . Кроме этого, одна и та же последовательность приращений используется только для воспроизведения каждой данной функции и не связана с другими воспроизводимыми функциями из общего набора функций, что также приводит к увеличению аппаратурных затрат. 20Целью изобретения является упрощение устройства при повышении точности воспроизведения функций.С этой цепью в устройство для вос - пр,изведения функций, содержащее аналого-цифровой преобразователь, соединенный входом с шиной,"ргумента функции и первым входом гервгго сумматора, второй вход которого через первый цифроаналоговый преобразователь подключен к. выходу аналого-цифрового преобразователя и первому входу блока выборки, а выход первого сумматора соединен с первым входом блока анализа приращений, подключенного выходом к второму входу блока выборки, соединенного третьим входом с шиной кода фщции и подключенного четвертым входом к выходу счетчика масштаба, вход которого соединен с выходом блока управления, подключенного входом к .шине запуска устройства, причем выход блока управления соединен также с пятым входом блока выборки, вторым входом блока анализа приращений и первым входом второго сумматора, подключенного вторым входом к выходу инвертора, первьп вход которого соединен с шиной кода четности функции, а выход второго сумматора подключен к входу второго цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с выходом устройства, согласно изобретению дополнительно введены счетчкс номера последовательности и блок памяти последовательности приращений, подключенный пер вым входом к выходу счетчика номера последовательности, первый вход которого соединен с выходом блока управления, а второй вход подключен к выходу блокавыборки, третьему входу блока анализаприращений и второму входу блока памяти последовательности приращений,соединенного выходом с вторым входоминвертора, третьим входом счетчика номера последовательности, третьим входомвторого сумматора и шестым входомблока выборки. На чертеже показана структурная схема предложенного устройства.Устройство содержит аналогоцифровой преобразователь 1, блок выборки 2, первый цифроаналоговый преобразователь 3, первый сумматор 4, блок 5 анализа приращений, инвертор 6, второй сумматор 7, второй цяфроаналоговый преобразователь Р.,блок 9 управления, счетчик 10 масштаба, счетчик 11 номера последовательности и блок 12 памяти последовательности приращений. Вход преобразователя 1 соединен с шиной 13 аргумента функции и с первым входом сумматора 4, второй вход которого через преобразователь 3 подключен к выходу преобразователя 1 и первому входу блока выборки 2. Выход сумматора 4 соединен с первым входом блока 5 анализа приращений, подключенного выходом к второму входу блока 2, третий вход которого соединен с шиной 14 кода функции, а четвертйй вход - с выходом счетчика 10 масштаба. Вход счетчика 10 соединен с выходом блока управления 9, подключенного входом к шине 15 запуска устройства, причем выход блока 9 соединен также с пятым входом блока 2, вторым входом блока 5 и первым входом сумматора 7. Второй вход сумматора 7 подключен к выходу инвертора 6, соединенного первым входом с шиной 16 кода четности функции, Выход сумматора 7 подключен к входу цифроаналогового преобразователя 8, соединенного выходом с выходом 17 устройства, Блок 12 памяти последовательности приращений подключен первым входом к выходу. счетчика 11 номера последовательности, первый вход которого соединен с выходом блока управления 9, а второй вход - с выходом блока 2, третьим входом блока 5 и вторым входом блока 12 Блок 12 соединен выходом с вторым входом инвертора 6, третьим входом счетчика 11, третьим входом сумматора 7 н шестым входом блока 2.732922 где Р (Хо- начальное зггаче-. 20 5Устройство гюспроиэгюггит фуцкции Е-(х ) путем кусочцолпцсицой аппроксимации вида . нце воспроизводимой функции в молецт времениО; 1014 - масштабный коэффггщгецт;- текущее значениеаргумента,1,2 о15ЕХ ,(Х- Х . - приращение функ -циигВ блоке выборки 2 хранятся кодгя номеров последовательности приращенийвоспроизводимой функции. В часномслучае последовательность пргграшенийможет состоять из одного приращения.Вид воспроизводимой функции Р (х) изобщего набора функций определяется по -дачей соответствующих кодов на шины2514, 16 и 18.Устройство работает следующим образом,В момент времени 1)0 на первыйвход блока выборки 2 и вход цифроана 30логового преобразователя 3 поступаеткод значения аргумента Х ( 1 ) с выхода аналого-цифрового преобразователя 1.На выходе сумматора 4 формируетсяприрашение аргумента функции, равноеразности между напряжением на шине 13и напряжением на выходе преобразователя 3. Это приращение аргумента посту 40пает на первый вход блоке 5 анализа прирашений. Блок 5 формирует код адреса номера,последовательности приращений, зависящий от вида временной зависимости аргумента к (1 ) функции 1 хф 1 на шине 1345и вида воспроизводимой функции, определяемого кодом на шине 14,По коду адреса номера последовательности приращений из блока выборки 2при заданной (программно или вруч 50ную) функциональной зависимости Р (Хсчитывается в течение фиксированногодля всех функций промежутка временизначение кода номера последовательностиприрашений воспроизводимой функция,Поэтому коду номера последовательностинэ блока 12 памяти в течение интерв"левремени, пропорционального числу прирашфчцгй в последовательности прирашений,счнтьгваотся коды пос." еловагольностиприращений воспроизводимой функции Р(,ХСледует отметить, что одни и те жекоды ггоследовательггости пргграшеций лгогут использоваться гри воспроизвсдвгниразных фугкций, чак как отдельныеучастки разных функций могут аппроксимироваться одгпгаковой последовательностью кодов прирацгений кроме этого, отдельггьге коды последовательггости приращений лгюгут использоваться многократнопри воспроизведении одной функции, имеющей повторяющиеся участки, Использование однотипной информации при воспроизведении разных фуггкций или одной функции позволяет сэкономить суммарныйобъелг и, соответственно, аппаратурныезатраты блока выборки 2 и блока 12памяти последовательности приращегцгй.Точность воспроизведения функции повышается вследствие того, что по одномукоду номера последовательности прирашеций функции Г ( х ) в блоке выборки 2из блока 12 памяти считываются последовательность приращений требуелгой длины.Счетчик 11 номера последовательности запускается сигналом иэ блока выборки 2 одновременно со считыванием цз блока 2 кода номера последовательности приращений. Считывание прирацений в последовательности приращений,илгеюгцггх разную длину (вплоть до одного приращения), осуществляется счетчиком 11 поочередно и последовательно во времени из блока 12 пал 4 яти до тех пор, пока не будет считан записанный в конце последовательности приращений код окончания считывания. По укаэанному коду осуществляется прерывание считывания инфорлгации из блока 12, памяти, счетчик 11 сбрасывается в исходное состояние, после чего из блока выборки 2 считывается очередной код номера следующей. последовательности прирашений.Вэаимосинхронизация всех блоков устройства, формирование и отсчет временных интервалов осуществляются блоком управления 9, включаемым сигналом "пуск по шине 15.Алгебраическая сумма зцачейий кодов последовательности приращений накапливается в сумматоре 7, По шине 18 начальных условий задается начальггое значение кода в сумматоре 7, опережакхнее начальное значение функции Г ( Хо)На сулма.тор 7 знак приращения через гнвертор 6 может поступать в прямом г.и7 7 З обратном коде в зависимости от значения кода четности функции на шине 16. Глагола ря этому могут формироваться фущсции, симметричные относи.ельно оси аргумента. Выходной преобразователь Я осуществляет преобраэомцие кода сумматора 7 в напряжениепоступающее на выходную шину 17 устройства.Масштабированию воспроизводимых функций осуществляется с помощью счетчика 10 масштаба в зависимости от записанного в него ходя мясштаса по шине 19. Если воспроизвсдпмая функция не масштабируется (масштаб 1:1), то в течение интервалов времени, когда считывается информация из блока 2 по одному и тому же адресу, формируется один импульс считывания. В этом случае для одного и того же адреса формируется одно значение кода номера последовательности приращений, Если фу 1 псция масштабируется, то по одному и тому же адресу происходит многократное счптьпзание информации из блока выборки 2, причем кратность считывания равна масштабу (предполагается, что частотаследования импульсов считывания много больше скорости изменения аргумента), Таким образом, счетчик 10 масштаба позволяет воспроизводить подобно преобразованные функции для одного и того же входного аргументаБлок 5 анализа приращений в зависимости от величины приращения аргумента ( Х- Х 1 ), вида воспроизводимой функции Е ( ) ) и текущего значения функции Р ( Х ) формирует код числа подинтервалов для каждого фиксированного интервала времени, Число подинтервалов разбиения функций( ) ) формируется блоком 5 таким образом, чтобы ошибка аппроксимации функции на каждом интервале не превышала заданной величины. При этом необходимо осуществлять соответствующее кодирование функции в блоке выборки 2 и в блоке 12 памяти последовательности приращений.Если функция,разбиваемая на подийтервалы, масштабируется, то в соответствующие моменты времени счетчик 10 масштаба формирует добавочные импульсы считывания из блока выборки 2 по адресу кодов номеров последовательности приращений в подинтервале аиало ги про описанному. Счетчик 11 номера последовательности возбуждается с кратностью, соответствующей масштабу воспроизводимой функции Р ()Введение в состав устройства новых узлов (блока памяти последовательности приращений и счетчика номера последовательности) позволяет по сравненшо с прототипом упростить аппаратурную реализацию устройства при одновременном повьпцении точности воспроизведения функций, что достигается за счет уменьшения общего объема используемой памяти при одновременном увеличении числа интервалов разбиения фупсций,5,Формула изобретения Устройство для воспроизведения функций, содержащее аналого-цифровой преобразователь, соединенный входом с шиной аргумента функции и первым входом первого сумматора, второй вход которогочерез первый цифроаналоговый преобразователь подключен к выходу аналогоцифрового преобразователя и первомувходу блока выборки, а выход первогосумматора соединен с первым входом зо блока анализа приращ ели й, подключенного выходом х второму входу блока выборки, соединенного третьим входом с шиной кода функции и подключенного четвертым входом квыходу счетчика масштаба, вход которого З 5 соединен с выходом блока управления,подключенного входом х шине запускаустройства, причем выход блоха управления соединен также с пятым входом блока выборки, вторым входом блока анализа приращений и первым входом второгосумматора, подхлюченного вторым входомк выходу инвертора, первый вход которогосоединен с шиной кода четности функции,а выход второго сумматора подключен квходу второго цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства при повышении точности воспроизведения функций, в него дополнительновведены счетчик номера последовательности и блок памяти последовательностиприращений, подключенный первым входом к выходу счетчиха номера последова тельности, первый вход которого соединенс выходом блока управления, а второйвход подхлючен к выходу блока выборки,третьему входу блока анализа приращений732922 и второму входу блока памяти последовательности приращений, соединенноговыходом с вторым входом инвертора,третьим входом счетчика номера последовательности, третьим входом второгосумматора и шестым входом блока выборки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе101, Авторское свидетельство СССРпо заявке2439094/,18-24,кл.606 Г 15/34, 06.О 1.77.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке2462039/18-24,кл. С 067/26, 14.03.77.3, Авторское свидетельство СССР537356, кл, 606 С 7/26, 1974Заказ 1740140 Тираж 751 Подписное ЦНИ 1 ЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4