SU454544A1 - Цифровой функциональный преобразователь - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ тельной погрешности аппроксимации, неустранимой нормированием (масштабированием) заданной функции, т. е. уменьшает возможность воспроизведени  устройством с достаточной точностью различных- функциональнъьхзависимостей , Вследствие подключени  выходов каскадов двоичного реверсивного счетчика Г1рираш,ений аргумента к входам схем совпадени , выходы которых объединены сборкой, на выходе схемы сборки (при поступлении на вторые входы схем совнадени  разрешающих сигналов со сборок) образуетс  последовательность высоких и низких нотенциалоБ, нредставл юш,а  искомую функциональную зависимость в потенциальной форме. Поэтому дл  преобразовани  этой зависимости из потенциальной формы в требуемую импульсную и дл  исключени  неоднозначности в некоторых точках функции необходимо примен ть две схемы совпадени , две схемы сборки и линию задержки , что усложн ет схемное решение и логическое построение устройства. Применение двоичного реверсивногоо счетчика приращений аргумента и счетчика отрезков особенно при значительном количестве разр дов в них или, что то же, при значительном количестве линейных отрезков и наклонов может .привести к одновременному срабатыванию многих триггеров счетчиков. Нанример , при переходе двоичного счетчика с числом разр дов п из состо ни  011...1 в состо ние 1UU...O одновременно срабатывают п триггеров . Следствием этого  вл етс  значительна  неравномерность отбора тока по цепи питани  в различные моменты времени. Это снижает помехоустойчивость устройства. Поскольку веро тность ложлых срабатываний , ироисшедших за счет внутренних флуктуацнй или воздействи  внешних помех, тем выше, чем больше число разр дов, в которых одновременно происходит нереключение , то применение в преобразователе двоичных счетчиков ведет к возрастанию динамической погрешности. Цель изобретени  - повышение точности, номехоустойчивости, расширение класса воспроизводимых функциональных зависимостей. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что в качестве реверсивного счетчика приращений аргумента и реверсивного счетчика интервалов аппроксимации используютс  счетчики , работающие в циклическом коде (например , коде Грэ ) и к обеим выходным цен м каждого из каскадов реверсивного счетчика приращений аргумента нодключены схемы потенциально-импульсного преобразовани , выходные сигналы с которых в виде импульсов одной пол рности постунают в формирователь импульсных наборов. С его выходов через коммутатор функциональные наборы имнульсов, соответствующие наклонам линейных участков на интервалах анпроксимадии , поступают на входы соответствующих схем И, на другие входы которых подаютс  сигналы в виде потенциалов, снимаемых с выходных шин дешифратора. Вход счетчика интервалов анпроксимации соединен с выходом счетчика приращений аргумента. -На-чертеже представлена схема нреобразовател . Она содержит счетчик 1 нриращений аргумента,, схемы, потенциально-импульсного преобразовани  2i-2б, формирователь 3 импульсных наборов, коммутатор 2, схемы И 5i-64, дешифратор 6, счетчик 7 интервалов анпроксимации, схемы ИЛИ 8 и 9, триггер знака 10, входы преобразовател  выходы преобразовател  14-16. В-цифровом функциональном прсобразова;еле применен метод кусочно-липе1 шой анпроксимации заданной непрерывно кривой с носледующей стуненчатой анпроксимацией лпнейцых отрезков. Точность функциональиого преобразовани  определ етс  количеством интервалов аппроксимации , на которые разбЕьаетс  диапазон изменени  функции, точностью задани  требуемых наклонов (количеством возможных наклонов отрезков, аппроксимирующих функцию на интервалах), точностью стуненчатой аппроксимации линейных отрезков на интервалах . Цифровой функцио.нальный преобразователь подготавливаетс  к работе следующим образом. Фуикциональна  крива  y f(x) нормируетс  так, чтобы выполн лось соотношение dy/dx l. Диапазон изменени  функции разбиваетс  на интервалы аннроксимации, на каждом из которых полному приращению аргумента ставитс  в соответствие число имнульсов A/V, равное стенени числа 2, показатель которой п определ ет число разр дов счетчика приращений аргумента, участвующих в формировании возможных импульсных наборов. Согласно примен емому в устройстве методу преобразовани  линейные отрезки представл ютс  на интервалах аннроксимации ступенчатой кривой. При поступлении на интервале апнроксимации на вход преобразовател  13 Лвх импульсов па выходе 16 получаем Лвых импульсов в соответствнн с заданным наклоном отрезка. Поскольку счетчики работают в циклическом коде (например, коде Грэ ), то на каждый входной импульс происходит изменение состо ни  только в одном разр де счетчика . Поэтому число возможных наклонов линейных отрезков, а1П1роксимирующих функцию , онредел етс  числом импульсов ДЛ -2. Все возможные наклоны, реализуемые устройством , будут следующие: %, /2, ., Va Каждому нз наклонов отрезков соответствует определепна  совокупность выходных нмпульсов , образуема  на выходах формировател  импульсных наборов. Дл  формировани  функциональных наборов импульсов полное приращение функции на интервале аппроксимации, выражепное числом импульсов, представл етс  в виде суммы степеней числа 2, показатели которых могут принимать значени  от О до л. Значени  показателей степеней в разложении одновременно указывают, какие каскады счетчика приращений аргумента участвуют в формировании набора импульсов, соответствующего заданному наклону. Данное разложение определ ет номера каскадов, с выходных цепей которых снимаютс  перепады напр жени , преобразуемые потенциально-импульсными схемами в импульсы одной пол рности. Импульсы функционально группируютс  цеп ми формировател  импульсных наборов 3.

Показатель О в разложении соответствует выходны.м цеп м последнего каскада счетчика приращений аргумента, показатель 1 - выходным цеп м предпоследнего каскада и так далее, показатель п - выходным цеп м первого каскада. Согласно величине полного приращени  функции на каждом из интервалов аппроксимации, выраженной в виде числа импульсов , при помощи коммутатора производитс  подключение выходов формировател  импульсных наборов к импульсным входам схем И, кажда  из которых соответствует определенному интервалу аппроксимации.

Дл  устранени  неоднозначности преобразовани  при поступлении на шины счетчиков сигналов реверса (увеличение либо уменьшение значени  аргумента) к формирователю импульсных наборов через схемы 2i-2е подключаютс  обе выходные цепи каждого из каскадов счетчика приращений аргумента, участвующих в формировании наборов.

Настройка на выполнение функционального преобразовани  состоит в подключении при помощи коммутатора необходимых выходных цепей формировател  импульсных наборов к импульсным входам схем И, соответствующих интервалам с заданными наклонами аппроксимирующих отрезков.

Преобразователь работает следующим образом .

При поступлении на вход счетчика приращепий аргумента очередного импульса измен ет состо ние один из триггеров счетчика. Перепад напр жени  (например, отрицательный ), снимаемый с выходной цепи каскада счетчика, дифференцируетс  схемой 2, подключенной к выходу триггера.

С выходов схем 2 импульсы поступают на определенные цепи формировател  импульсных наборов, на выходах которого по вл ютс  совокупности импульсов, кажда  из которых соответствует одному из возможных наклонов аппроксимирующих отрезков. Соответствующие выходы формировател  при задании программы работы подключаютс  при помощи ко.ммутатора к одни.м из входов схем И.

Имиульсы проход т на выход схемы И, если на другом ее входе имеетс  разрешающий потенциал, снимаемый с выходной шины деигифратора. Число выходов дешифратора.

как и число схем П, равно количеству интервалов аппроксимации. Один выход дешифратора управл ет воспроизведением только одного отрезка аппроксимирующей функции. В произвольный момент времени разрешающий потенциал имеетс  на выходе лишь той шины дешифратора, котора  соответствует отрабатываемому интервалу аппроксимации. При изменении кода числа, записанного в

счетчике интервалов аппроксимации, преобразователь переходит на отработку участка воспроизводимой кривой, соответствующего следующему интервалу.

С выходов схем И 5 импульсы через схему

ИЛИ поступают на выход 16 преобразовател .

В момент достижени  функцией экстремума на одной из выходных шин дещифратора, соединенный через схему ИЛИ 9 со счетным

входом триггера знака 10, образуетс  перепад напр жени . Вследствие этого триггер знака мен ет состо ние и на его выходе по вл етс  сигнал о направлении изменени  функции, который также поступает на выход

преобразовател .

Информацп  о направлении пзмепенп  аргумента подаетс  в видэ сигналов па соответствующие входы 11, 12 реверса счетчиков.

Предмет изобретени 

Цифровой функциональный преобразователь , содержащий счетчик приращений аргумента , входы реверса которого объединены с

одноименными входами счетчика интервалов аппроксимации и подключены соответственно к первому и второму входам преобразовател , третий вход которого соединен с входом счетчика приращений аргумента, схемы И,

ИЛИ, коммутатор, дешифратор, вход которого подключен к выходу счетчика интервалов аппроксимации, выходы дешифратора через первую схему ИЛИ соединены со счетным входом триггера знака, выходы которого подключены соответственно к первому и второму выхода.м преобразовател , третий выход которого подключен к выходу второй схемы ИЛИ, входы которой соединены с выходами группы схем И, отличающийс  тем,

что, с целью повышени  точности, помехоустойчивости и расширени  функциональных возможностей преобразовател , в него введен формирователь импульсных наборов, входы которого через схемы потенциально-импульсного преобразовани  подключены к соответствующим выходам разр дов счетчика приращений аргзмента, выход которого соединен с входом счетчика интервалов аппроксимации , выход формировател  импульсных наборов через коммутатор соединен с первьвгп входами группы схем П, вторые входы которых подключены к соответствуюп1им выходам дешифратора.

--1+ i1 t i f

t t i 4 1

a га И И на ra

ais