Гибридный функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ,ЯО(59 С 06 СГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 6, С 06 3 3700 НИЯ РЕ И И СТВУ ОМУ СВИД ВТ(71) Харьковский ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт радиоэлектроники им. акад.М.К.Янгеля(54)(57) ГИБРИДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св. 879610. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности воспроизведения функций двух переменных,в него дополнительно введены блоксравнения кодов и элемент ИЛИ, аблок памяти выполнен двухсекционным,причем выход первой секции блокапамяти является вторым выходом блока памяти, а выходы второй секции -первым и третьим выходами блока памяти соответственно, причем первые и вторые группы адресных входовобеих секций блока памяти являютсясоответственно первой и второй группамн адресных входов блока памяти,а дополнительный адресный вход второй секции блока памяти подключенк выходу элемента ИЛИ, соединенногопервым входом с шиной ввода признака подобласти аппроксимации преобразователя, а вторым входом - квыходу блока сравнения кодов, подключенного первой и второй группами входов к выходам первого и второго регистров соответственно, причеминформационные входы первой секцииблока памяти являются второй группой записи кодов блока памяти, .первая и вторая группы информационныхвходов второй секции блока памятиявляются соответственно первой ивторой группами входов записи кодов блока памяти,а входы, упраВлениярежимом работы обеих секций блокапамяти являются управляющим входомблока памяти.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для воспроизведения функций одной и двух переменных, обладающим возможностью уточненной перенастройки с одной произвольной функции на другую,и является усовершенствованием гибридного функционального преобразователя .по, основному авт.св. 9 879610.Целью изобретения является повьипение точности воспроизведения функций двух переменных.На фиг. 1 изображена блок-схемз гибридного функционального преобразователя; на фиг. 2 - схема блока памяти; на фиг. 3 - пример разбиения воспроизводимой функции на подобласти аппроксимации;Гибридньй функциональньй преоб - разователь (фиг, 1) содержит первьй аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1 подключенный входом к шине 2 ввода первого аргумента, а выходами старших разрядов - к установочным входам первого счетчика 3. Выходы разрядов счетчика 3 соецинены с первой группой входов блока 4 индикации (БИ) и первой группой адресных входов блока 5 памяти; Блок 5 памяти подключен первым и вторым ьыходами к установочным входам второго и третьего счетчиков 6 и 7, Выходы разрядов счетчика 6 соединены с первой группой входов записи блока 5 памяти и цифровыми входами первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 8, подключенного выходом к первому входу выходного сумматора 9. Выходы разрядов счетчика 7 соединены с второй группой входов записи блока 5 памяти и цифровыми входами второго ЦЛП 10,подключенного аналоговьгми входами к шинам разнополярных напряжений (+Б, ),а выходом - к второму входу выходного сумматора 9. Второй АЦП 11 соединен с шиной 12 вво- да второго аргумента и первым входом переключателя 13,выходами младших разрядов - с входами регистра 14, а выходами старших разрядов - с установочными входами четвертого счетчика 15, Счетчик 15 подключен выходами разрядов к второй группе входов блока 4 индикации и второй группе адресных входов блока 5 памяти. Третий выход блока 5 памяти соединен с установочными входами 203546пятого счетчика 16, подключенного выходами разрядов к третьей группе входов записи блока 5 памяти и цифровым входам третьего ЦЛП 17. Цифроаналоговый преобразователь 17 соединен выходом с третьим входом выходного сумматора 9, а аналоговым входом - с выходом переключателя 13, подключенного вторым входом к выходу четвертого ЦАП 18. Регистр 14 выходами подключен кцифровым входам греобразователя 18, подключенного аналоговыми входами к шинам разнополярных опорных напряжений, а знаковым управляющим входом - к выходу знакового разряда счетчика 16, Лналоговый вход ЦАП 8 подключен к выходу переключателя 19, соединенного первым входом с шиной 2 ввода первого аргумента, а вторым входом - с выходом пятого ЦЛП 20. Пятьй ЦЛП 20 подключен аналоговыми входами к шинам разнополярных опорных напряжений, знаковым управляющим входом - к выходу знакового разряда счетчика 6, а цифровыми входами - к выходам регистра 21. Регистр 21 соединень входами с выходами младших разрядов первого АЦП 1, Управляющие входы блока 5 памяти и счетчиков 3,6,7, 15 и 16 подключены к шине 22 управления режимом работы гибридного функционального преобразователя, а счетные входы счетчиков 3,6,7, 15 и 16 - к шине 23 ввода счетных импульсов. Блок 24 сравнения кодов подключен первой и второй группами входов к выходам регистров 14 и 21 соответственно, а выходом - к второму входу элемента ИЛИ 25, соединенного первым входом с шиной 26 ввода признака подобласти аппроксимации. Блок 5 памяти содержит первую и вторую секции 27 и 28 памяти (фиг.2) .Работа устройства основана на кусочно-линейной аппроксимации исходной функциональной зависимости 1,х 9/, гдехп ххОбозначим через (; (х,у) аппроксимирующую функцию, определенную в прямоугольной области аппроксимациих, хсх,-у . Указанный прямоугольник разобъем диагональю на два треугольника (фиг.3). Катеты двух прямоугольных треугольников, параллельнше оси 1 , лежат31 на разных расстояниях от оси 1 . Тот треугольник, катет которого лежит на меньшемрасстоянии от оси 1 назовем первым (на фиг. 3 обозначен и /, другой треугольник назовем вторым (на фиг.3 обозначен 3 ), На первом и втором треугольниках преобразователь реализует соответствен-. но уравнения)17 (1 03546 415 и 16 подается разрешение наодсчет импул.-сов, следующих пошине 23.0 д;овр менно переключатели13 и 19 устанавливаются в такоеположение,при котором аналоговыевходы ЦАП 17 и 8 подключаются соответстзенно к шинам 12 и 2 вводааргументов. Предполагается также,что предварительно выголнено стирание информации в блоке 5 памяти ивсе счетчики обнулены.Основанием для настройки функционального преобразователя являетсямножествогде- значение ордицаты в11С 1 (, )-м узле разбиения;С 23и В,. - значения первой про, з 1водной функции по Хв (1 )-м узле разбления для первого и второго треугольников соответственно;Е 1 СЛС. и С ", - значения первой произ 1водной функции цочв (, )-м узле разбиения первого и второ.отреугольников соответственно,Выбор подобласти аппроксимации(треугольника) .осушествляется в процессе работы путем сравнения междусобой текущих значений приращенийАх и даргументов, подаваемых свыходов регистров 21 и 14 на входыблока 24 сравнения с соответствующим сдвигом, определяемым соотношением шагов ди д , разбиенияпо осям Х и 1 . Результатом сравнения на блоке 24, является признактипа текущей подобласти аппроксимации, который равен О" при попадании точки в первый треугольникили "1" при попадании точки во второй треугольник. Этот признак снимается с выхода блока сравнения кодов и подается через элемент ИЛИ 25на дополнительный адресный вход второй секции 27 памяти, из которойС 1выбираются необходимые коды; В ., иСС или В,. и С.Гибридный функциональный преобразователь имеет два режима работы:режим настройки (программирование)и рабочий режим.В режиме настройки на шине 22действует логический 0", При этомблок.5 памяти переводится в режимзаписи кодовых значений параметроваппроксимации,а на счетчики 3,6,7,15 (;,Д,;- .( 1,ч; =(д причем 1К 1-1 1 к 1 - Ч н 1 д 2 Р Целые положительные числа п иопределяются ца основетребо.,ний и точности аппроксимации исоответствуют числу старших разрядов преобразователей 1 и 11 (без;.че;: знаковых разрядов).Рассмотрим процедуру настройкидля произвсльцыхи 3 в видепоследовательности следующих шестишагов.Первый шаг. На шины 2 и 12 вводапсдаются нулевые напряжения. Насчетчики 3 и 15 последовательно 35подают счетные импульсы по шине23 до тех пор, пока блок 4 индика-ции не зафиксирует требуемый номеробласти аппроксимации, который оп-.ределяется совокугностью кодовых 40значений счетчиков 3 и 15. Послеэтого организуется подача счетныхимпульсов с шины 23 на счетчик 7до накопления в нем такого кода,при котором напряжение на выходе ссумматора ., определяемое выходнымонапряжением преобразователя 10, станет соответствовать 1 (Х; ) стребуемым знаком,В счетчике 7 сформирован код начальной ординаты А 5 ОВ последующих двух шагах производят настройку для первого треугольника, при этом на шину 26 пода 1ют 0 , и так как н а блок 2 4 сравн ения кодов подаются коды , равные" 0 " то н а выходе элемента ИЛИ 2 5присутствует О, кодирующий попадание точки (х,ц ) в первый треугольник.203546 бввода первого аргумента подают напряжение, соответствующее (Ьх). Затемпо шине 23 направляют в счетчик 6счетные импульсы до тех пор, поканапряжение с выхода ЦАП 8, суммируясьс ранее сформированным напряжениемс выхода преобразователя 10, станетсоответствовать г.х, фх 1Теперь в счетчике 6 сформированкод соответствующий1 Нх,фй 6-1 к;,Л,Ь,Шестой шаг. На шине 2 ввода пер вого аргумента оставляют напряжениесоответствующее ,йх),. На шину 12ввода второго аргумента подают напряжение, соответствующее ( ы ) .После этого организуется подача счет О ных импульсов с шины 23 на счетчик16 до накопления в нем такого кода,при котором напряжение на выходе суммагора 9 станет соотве 1 ствовать1 ГХ; (х),1 (к 11 ,При этом 25 в счетчике 16 сформирован код соответствующийГ,3 ХГХ,+(1 Рт 3, ф (91 гп 3-Гх,+ х)пз 311 (11 мЗО После выполнения этого шага настройки код из счетчика 7 переписывается в первую секцию памяти по З 5 адресу, указанному кодами в счетчиках 3 и 15, а коды из счетчиков 6 и 16 переписываются во вторую секцию памяти по адресу, указанному кодами в счетчиках 3 и 15 и призна О ком подобласти аппроксимации снимае) мым с выхода элемента ИЛИ 25. (Цепи .подачи исполнительного сигнала записи на фиг.1 и 2 не показаны).Четвертый шаг. Теперь производят настройку для второго треугольника. Для этого на шины ввода .2 и 12 аргументов подают нулевые напряжения на шину 26 - логическую "1", котораявыхода элемента ИЛИ 25 кодирует поО паданке точки (х,ц), во второй треугольник. Обнуляются счетчики 6 и 16, при этом на выходе сумматора 9 должно появиться напряжение, соответствующие 1 (х,)55Пятый шаг. На шийе 12 ввоца второго аргумента оставляют нулевое напряжение, в то время как на шину 2 5 1Второй шаг. На шине 2 ввода пер.вого аргумента оставляют нулевоенапряжение, в то время как на шину12 ввода второго аргумента подаютнапряжение, соответствующее ( Ь )Затем по шине 23 направляют в счетчик 16 счетные импульсы до тех пор,пока напряжение с выхода преобразователя 17, суммируясь с ранее сформированным напряжением с вьгхода преобразователя 10, станет соответствовать Х х,у ф "(ьу) Теперь всчетчике 16 сформирован код, соответствующийС,1 (ьфТретин шаг. На шине 12 ввода второго аргумента оставляют напряжениесоответствующее ( Ь ) в то времякак на шину 2 ввода первого аргумента подают напряжение, соответствующее (йк) После этого организуется подача счетных импульсов с шин23 на счетчик 6 до накопления нанем такого кода, при котором напряжение на выходе сумматора 9 станет соответствовать 1 х;(кх ф(к) .При этом в счетчике 6 сформирован код, соответствующийИ Й,+( Ч ( Ч).Л-Ех Л +( ЧИ11 (ьх) ,После выполнения шестого шага настройки коды из счетчиков 6 и 16 переписываются во в горую секцию памяти по адресу указанному кодами в счетчиках 3 и 15 и признаком подобласти аппроксимации на выходеэлемента ИЛИ 25. Аналогично выполняется настройка для всех остальных областей аппроксимации.В рабочем режиме на шине 22 действует логическая "1",которая переводит все счетчики в режим приема - передачи параллельных кодов, действующих на их установочных входах, Одновременно этот же сигнал переводит блок 5 памяти из режима записи в режим считывания кодов, В рабочем режиме переключатели 19 и 13 должны подсоединять соответственно выход ЦАП 20 с аналоговым входом ЦАП 8 и выход преобразователя 18 с аналоговым входом ЦАП На шину 26 подают логический "0".Действующие на шинах 2 и 12 входные напряжения с помощью АЦП 1 и11 преобразуются в пропорциойальные двоичные коды, Старшие разряды этих кодов совместно со знаковыми разрядами, указывающие номер прямоуголь 1203546ной области аппроксимации, записываются в счетчики 3 и 15, которыепо отношению к блоку 5 памяти выполняют функции адресных регистров,Младшие разряды кодов аргументовзаписываются в регистры 21 и 14 ислужат для управления преобразователями 20 и 18 соответственно.Этиразряды также подаются на блок 24сравнения кодов, который вырабатывает признак подобласти, Если код врегистре 21 оказывается меньше кодав регистре 14, то на выходе блокасравнения кодов появляется логический 0, который указывает вместесо старшими разрядами аргументовадрес кодовых значений параметроваппроксимации для первого треугольника. После выборки с блока 5памяти кодовых значений параметроваппроксимации последние записываются в счетчики 6,7 и 16 для управления преобразователями 8,10 и 17,напряжения с выходов которых суммируются выходным сумматором 9, такчто воспроизводится уравнение (1)плоскости Если код в регистре 21 большекода в регистре 14, то на выходеблока срагнения кодов вырабатывается логическая "1", которая указываетвместе со старшими разрядамИ аргументов адрес кодовых значенийпараметров аппроксимации для второго треугольника. После выборки сблока памяти 5,и записи этих пара 10 метров в счетчики 6,7 и 16 полученные напряжения с выходов преобразователей 8,10 и 17, суммируясь выходным сумматором 9, воспроизводят ураннение (2) плоскости.Знак второго слагаемого в соотношениях (1) и (2) определяется знаковым разрядом счетчика 6, которыйиспользуется для управления ЦАП 20.Знак третЬего слагаемого определяется знаковым разрядом счетчика 16,который управляет преобразователем 17.Управляющие цепи знакового разряда счетчика 7, от которого зависит знак первого слагаемого в Фор-му,".ах (1) и (2) на фиг. 1 не изображены,(1 1 Ифл 6/ о сг , (сц (ю /6) Составитель С,Каэиноведактор О.Юрковецкая Техред О.Ващишина Корректор 11303 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 илиал аказ 8419/53 Тираж 709 ВНИИПИ Государственного к по делам иэобретений и 5, Москва,Ж, Раушская н