Функциональный декодирующий преобразователь

бемоли оте.;а т,; 1" с,О П И С А Н ц 696489ИЗОБРЕТЕН Ия Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свид-ву 2) Заявлено 21.10.76 (21)присоединением заявки.% 3838/18-24 (51) М. Кл 6 Ст 7/2 Государстееннвй котетет СССР оо делам нзоорвтвнкй н открытей9, Бюллетень Уй Исания 10 11 7(72) Авторы изобретения Г. эдов, Г. Я. Иванов, Ю, П. Логвиненк и А. В. Микрюков 21) Заявитель тродинамики АН УССР нститут(54) ФУНКДИОНАЛЬНЫЙ ДЕКОДИРУ 10 ЩИЙ ПРЕОБРА ЕЛ Изобретение относится к области вычислительной техники и техники преобразования и предназначено для использования как в качестве самостоятельного вычислительного блока специализированных вычислительных машин или устройств, в частности, в навигационном оборудовании, аппаратуре для расчета траекторий и в установках для моделирования условий полета, так и в качестве буферного блока между цифровой вычислительной машиной и аналоговым или гибридным процессором в аналого-цифровых комплексах.Известны функциональные декодирующие преобразователи, преобразующие двоично-кодированные сигналы аргумента Э в аналоговые сигналы синуса и косинуса этого аргумента 11.Основным недостатком известного преобразователя является либо низкая точность при сравнительно:.-,ростой конструкции шифратора и кодовых генераторов синуса и косинуса, либо значительные аппаратурные затраты для достижения погрешности преобразования, близкой к погрешности дискретности входной величины. Кроме того, сложность таких преобразователей значительно возрастает, а быстродействие уменьшается, с ростом длины преобразуемого цифрового слова.Известны также функциональные декодирующие преобразователи, реализующие кусочно-полиноминальную аппроксимацию функций полиномами Лагранжа2,Функциональные ьозможности преобразователей подобного типа ограничены.Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является функциональный декодирующийпреобразователь, содержащий первыйпифроаналоговый преобразователь, аналоговый и цифровой входы которого подклточены соответственно, к источнику опорного напряжения и к первому цифровомувходу функционального декодирующегопреобразователя, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, цифровыевходы которых подключены к младшимС,511 - некоторые постоянные,зависящие от количества участков аппроксимации.Благодаря быстрой сходимости рядов по полиномам Чебышева, удается, уже при небольшом количестве участков и невысоком порядке аппроксимирующего ряда, достичь незначительной методической погрешности. Так при кусочно-квадратичной аппроксимации выражений (1) рядом по полиномам Чебышева, при количестве участков й л 4, даже при условии равномерного разбиения на участки интервала изменения б (что особенно важно для существенного упрощения дешифратора 13 и блоков масштабных коэффициентов 7 и 8) методическая погрешность не превышает 0,03%. Из выражений (2) видно, что коэффициент при линейной состав-, ляющей разложения. Я 5111 Й 9 (Р соь ДЯ) и при разности постоянной и квадратичной составляющих разложения Я соя цсО (Я Ып Йд) равны с точностью до постоянного множителя К,Кроме того, все эти коэффициенты принадлежат одному набору коэффициентов 51 . Это позволило использовать два идентичных по конструкции и номиналам блоков 7 и 8, а также сократить количество резисторов в них.Предлагаемый функциональный декодирующий преобразователь работает следующим образом. Цифровой код аргумента Я, после преобразования в цифроаналоговом преобразователе 1, поступает на неинвертирующий вход усилителя 4, при этом напряжение на неинвертирующем входе изменяется пропорционально значению аргумента К. В силу особенности работы усилителя с дифференциальным входом, напряжение на его инвертирующем входе следит" за напряжением на неинвертирующем входе. Значение напряжечия на инвертирующем входе усилителя 4 умножается преобразователем 2 на код аргумента 9 с образованием на выходе преобразователя 2 произведения К 26 В аналоговой форме (эпюра 72 фиг, 2). Далее через инвертор 5 сигнал поступает на вход цифроаналогового преобразователя 3 для повторного умножения на код аргумента 6 с образованием на выходе преобразователя 3 произведения 2 ВР 8 Таким образом, на выходе усилителя 4 образуется напряжениесоответствующее выражению в скобках разложений (2), На входе и выходе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 инвертора 5 образуются два равных ипротивоположных по знаку напряжениятреугольной формы (эпюры Ц и У 5фиг. 2), из которых при помощи переключателя полярности 6; образуются напряжения, соответствующие линейной составляющей + КЯ 9 разложений (2), представленных на эпюрах О и СЗфиг, 2. Блоками 7 и 8 через коммутаторы 9 и 10 и выходные сумматоры 11и 12 осуществляется суммирование поучасткам составляющих разложений (2)с соответствующими коэффициентами 51Изменение знака выходных величин осущ.зствляется коммутаторами 9 и 10 переключением входных цепей выходныхсумматоров 11 и 12 с инвертпрующеговхода на неинвертируюший или обратно.Младшие разряды кода аргумента О поступают на цифроаналоговые преобразователи 2 и 3, а его старшие разрядыпреобразуются дешифратором 13 в сигналы управления коммутаторами 9 и 10и переключателем 6,Предлагаемый функциональный декодирующий преобразователь позволяет также получить функциональные зависимостий 1% 9 и Р 5 ес Ж а или Р с 1 Я й Ж иРсоэес 0 Г Ы за счет небольших схемныхизменений (см, фиг. 3) и без дополнительного оборудования, Для этого выходсумматора 11 (12) через резистор 14подключается к неинвертирующему входуусилителя 4, а выход цифроаналоговогопреобразователя 1 к инвертирующемувходу. сумматора 11 (12), цепь обратной связи которого разомкнута, Такимобразом, весь функциональный декодирующий преобразователь (за исключениемвыходного сумматора 12 (11) и цифроаналогового преобразователя 1) включается в цепь обратной связи сумматора11 (12) и на его выходе образуетсязависимость Р ЬЕс й (Э (Ы соьес й Ь),а на выходе сумматора 12 (11) - зависимость 2й 8с 1 С 9), Сйевидно, что, в случае необходимости, возможно, при помощи несложного по конструкции коммутатора, автоматическое переключение режимов работы функционального декодирующего преобразователя длявоспроизведения одной пз трек пар функциональных зависимостей, приведенных вначале настоящего описания.Существенное упрощение схемы, азначит, снижение габаритов, веса и стоимости при одновременном расширениифункциональных возможностей, выгодно7 6964 отличает предлагаемый функциональный преобразователь от указанного прототипа. Предложенный преобразователь весьма перспективен для использования в вычислительной техниче, в частности, в борто- ь вой вычислительной аппаратуре,ъ Формула изобретенияоФункциональный декодирующий преобразователь, содержащий первый цифроаналоговый преобразователь, аналоговый и цифровой входы которого подключены соответственно к источнику опорного напряжения и к первому цифровому входу функционального декодирующего преобразователя, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, цифровые входы которых подключены к младшим разрядам второго цифрового входа функционального декодирующего преобразователя, старшие разряды второго цифрового входа которого подключены к входам дешифратора,25 блоки масштабных коэффициентов, выходные сумматоры, выходы которых являются выходами функционального декодирующего преобразователя, усилитель и инвертор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,зо с целью повышения точности и быстродей 89 8ствия преобразователя, в него введеныпереключатель полярности и коммутаторы,причем выход первого цифроаналоговогопреобразователя связан с неинвертирующим входом усилителя, инвертирующийвход которого соединен с аналоговымвходом второго цифроаналогового преобразователя и с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, вход которого через инвертор связан с выходомвторого цифроаналогового преобразователя, выход усилителя соединен с первымивходами блоков масштабных коэффициентов, вторые входы которых через переключатель полярности связаны со входоми выходом инвертора, а выходы блоковмасштабных коэффициентов через коммутаторы подключены ко входам выходныхсумматоров,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Великобритании1227778,кл, 6 4 О, 1971.2. Смолов В. Б. и Фомичев В. С.Аналого-цифровые и цифроаналоговые не-,линейные вычислительные устройства,Л Энергия, 1974, с. 141, 148,3, Авторское свидетельство СССР399060, кл. Н 03 К 13/04, 1971Заказ 67 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная О/51 Тираж 780 ИПИ Государственного комит о делам изобретений и открь 035, Москва, Б, Раушск Подписноеета СССРтийи наб д, 4/5