SU734748A1 - Цифро-аналоговый функциональный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  воспроизведени  НИИ двух перюменнык, аргументы которых задаютс  двоичным кодом.

Известно устройство дл  функционального преобразовани  кодов двух независимых переменных в напр жение, которое содержит блоки адресации, блок пам ти дл  хранени  кодов узловых точек, цифроаналоговые линейные преобразователи , блок произведени , сумматоры, нелинейные блоки l.

Недостатками указанного устройства  вл ютс  необходимость хранени  в блоке пам ти большого числа кодов (четыре на один участок интерполирующей поверхности ) , значительное количество линейных и нелинейных операционных блоков и возможность воспроизведени  функций только при условии равномерного расположени  узловых точек на плоскости .

Наиболее близким техническим решением  вл етс  цифроаналоговый функциональный преобразовател§, содержащий регистры, вход первого из которых  вл етс  первым входом преобразовател , а его выход соединен с первыми входами первого блока цифроаналогового преобразовани  и блока адресации, второй вход первого блока цифроаналогового преобразовани  соединен с разнопол рными шинаto ми опорного напр жени  через первый управл емый переключатель, управл ющий вход которого соединен с первым выходом второго регистра, вторюй выход которого подключен к первому входу второ15 го блока цифроаналогового преобразовани , второй вход которого .через первый масштабный усилитель соединен с выходом первого блока цифроаналогового преобразовани , выход второго блока цифро20 аналогового преобразовани  подключен ко входу сумматора и выходу третьего блока цифроаналогового преобразовани , первый вход которого соединен с выходом : третьего регистра, а второй и третий вход - соответственно с шинами положительного и отрицательного опорных на«пр жений , выход сумматора  вл етс  выходом функционального преобразоватз  /21 Сйнако этот функциональный преобразователь предназначен дл  реализации методом кусочно- 1инейной аппроксимещии функций одной переменной и не может быть использован дл  моделировани  функ ций двух переменньк. Цель изобретени  - расширение класса воспроизводимых функций. Дл  достижени  этой цели функциональный преобразователь содержит чет-вертый и п тый регистры, четвертый и п тый блоки цифроаналогового преобразовани , второй масштабный усилитель, второй управл емый переключатель и блок пам ти, вход которого соединен с выходом блока адресации, а выход подключен ко входам второго, третьего и п того регистров, вход четвертого ре- гистра  вл етс  вторым входом преобразовател , а его выход соединен со вторым входом блока адресации и первым входом четвертого блока цифроаналогового преобразовани , второй вход которого через второй управл емый ключ соединен с разнопол рными шинами опор- ного напр жени , управл ющий вход второго переключател  подключен к первому выходу п того регистра, второй выход которого соединен с первым входом п то го блока цифроаналогового преобразовани  выход которого подключен ко входу сумматора , второй вхрд п того блока цифроаналогового преобразовани  через второй масштабный усилитель соединен с выходом четвертого блока цифроаналогового преобразовани . На чертеже изображена структурна  схема преобразовател . Схема преобразовател  содержит первый регистр 1, выходы которого соедине ны с блоком 2 адресации и с первым блоком 3 цифроаналогового преобразовани  (БЦАП), первый масштабный усилител 4, сумматор 5, второй масштабный усили тель 6, масштабные резисторы 7, 8 в цепи обратной св зи усилителей 4 и 6, блок Эпам ти, второй регистр 10, управл ющий вторым JbUAn 11 и первым управл емым переключателем 12 эталонного напр жени  , третий регистр 13, управл ющий третьим БЦАП 14 образо. ,вани , четвертый регистр 15, выходы, которого соединены с четвертым БИЛП 16 и блоком 2 адресации , п тый регистр 17, управл ющий п тым БЦАП 18 JH вторым управл емым переключателем 19 эталонного напр жени , входы 2О и 21. Используемый метод аппроксимации предполагает, что исходна  функциональна  зависимость (.,J 7i описывающа  некоторую поверхность, замен етс  кусочно-плоской функцией 4(V,) с погрешностью , не превышающей заданной методической погрешности аппроксимации . Возможны три способа упор доченного разбиени  области задани  аргументов: неравномерное разбиение, равномерное и смешанное. В случае неравномерного разбиени  по обоим ос м координат в области аппроксимации .,,-:. уравнение плоскости приводим к виду Ч (х... . в случае равномерного разбиени  интервалов задани  аргументов по ос м X и У в указанной области аппроксимации уравнение плоскости имеет вид 4{x,sV(x,M.j-)td:,,j(x-xp-v t.. (-)р. Смешанное разбиение представл ет собой сочетание равномерного разбиени  по одной оси и неравномерного разбиени  по другой. Так, при равномерном разбиении по оси V и. неравномерном по оси X имеем 4(X,:}).;X-v1o -;jl -Sj1. В случае равномерного разбиени  по оси X и неравномерного по оси У 4C)(,.j+-a,j . (4) Значени  величин ,-,Л,,Ч,Ч,-,,-,Ъ,- , в выражени х (1) - (4) выбираютс  при проведении аппроксимации. При неравномерном разбиении области задани  аргументов по обоим ос м координат преобразователь работает следующим образом. Переменна  Х моделируетс  двоичным кодом Н f, , переменна  -кодом Kvj , a функци  SCKis) - напр жением Uv . Фактически устройство оперирует не с точными значени ми лЧ-ij Ц b.i-j из формулы (1), ас кбантованным значени ми соответствующих величин представленкьк в виде двоичных кодов. Поступающие по входным шинам 20, 21 двоичные коды независимых перемен ных Ny NM записываютс  дл  хранени  в регистры 1,15 и служат дл  управлени  БЦАП 3 и 16 соответственно . Блоки 3,16 выполнены в виде резис торных матриц типа R -2R с ключам Одновременно коды Н воздействуют на блок 2 адресации, вследствие чего возбуждаетс  его выходна  шина, соответствующа  той пр моугольной обл ти, котора  отвечает кодам My , Nx) . Сигнал с возбужденной шины блока адре сации поступает на вход блока 9 пам т из которого осуществл етс  выборка соответствующего управл ющего слова, в котором представлены коды квантован ных- величин Ц , . и их знаков . Кодовое значение (включа  знак) с выхода блока 9 пам ти записываетс  в регистр 13, код знакопеременной величины Q-i,j в регистр 1О, и код знакопеременной величины - в ре- гистр 17. Выходы регистров 10, 13,- 17 подключены к цифровым входам БЦАП 11, 14, 18 соответственно. Кроме того, знаковый разр д регистра 10 св зан с цифровым входом первого переключател  12 эталонного напр жени , а зна ковый разр д регистра 17с цифровым входом второго переключател  12 эталонного напр жени  (переключатель эталонного напр жени  дл  БЦАП 14 на чертеже не показан). Выходное напр жение масштабного усилител  4 равно И - + VY1 II Аналогично дл  выхода масштабного усилител  6 можно записать . .

Сумматор 5 осуществл ет суммирование трех входных токов. Его выходное напр жение равно

10. к. ЛП1 п (7)

ivri и

±ц Г1 -m,UQ 2к.р t

о

о

N

г

Q

Claims (2)

1. При моделировании выражени  (4) на ,вход бло1са 2 адресации подаютс  все ГдеЦ-.Г, Р - разр дности регистров 13, 1О и 17 соответственно без учета знакового разр да: , 0 f 2f--i; .| 2P-l. Величины m и Ш2 в формуле (7) должны обеспечить такие номиналы масштабных резисторов 7, 8, чтобы при максимальном коэффициенте передачи БЦАП 11 и 18 реализовать максимальные по абсо ютной величине значени  учетом ихДискретизации. При равномерном разбиении интервалоа, задани  аргументов по ос м X и У на вход блока 2 адресации поцаютс  только . старшие разр ды кодов N у и К vj , в то врем  как младшие разр ды кодов по- ступают на БЦАП 3 и 16 соответственно . Тогда, если обозначить количество младших разр дов кода М через И , а кода К) через К , получим по аналогии с (7) tJ 2iF, . -де Nv , N xj - коды, представленные -t младшими разр дами кодов NX и ветственно. В этом случае, как и в случае неравномерного разбиени , посредством кодов, записанных в регистрах 10 и 17, устанавливаютс  квантованные значени  ве- личкн и toij , а с помощью кода, записанного в регистре 13, устанавливаютс  квантованные значени  Ч (у j. При смеша1шом разбиении с помощью кода, записанного в регистре 13, устанавливаютс  квантованные значени  Ч при моделировании выражени  ( 3). или Д.j при моделировании выраже- ИИ (4). Причем при моделировании выажени  (3) на вход блока адресации одаютс  все разр ды кода NX , которые также подаютс  на БЦАП 3, и тольо старшие разр ды кода N) , младшие азр ды которого поступают на вход БЦАП 16. Тогда моделирующее выражеие будет иметь вид разр ды кода , которые также подаютс  на БЦАП 16, и старшие разр ды кода Nj, младшие разр ды которого поступают на вход БЦАП 3. В этом случав выражение имеет вид V o S -V- oi Nпреимуществом данного цифроаналогг. вого преобразовател   вл етс  возможность использовани  различных способов разбиени  области задани  аргументов без изменени  структуры преобразовател . Структура данного функционального преобразовател  двух переменных позвол ет реализовать его в виде унифицированной конструкции. Программирование устройства заключаетс  в записи управл ющих слов в блок пам ти. Формула изобретени  Цифроаналоговый функциональный преобразователь , содержащий регистры, вход первого из которых  вл етс  первы входом преобразовател , а его выход со динен с первыми входами .первого блока цифроаналогового преобразовани  и блока адресации, второй вход первого блока цифроаналогового преобразовани  соединен с разнопол рными щинами опорно го напр жени  через первый управл емы переключатель, управл ющий вход которо го соединен с первым выходом второго регистра, второй выход которого подключ к первому входу второго блока цифроаналогового преобразовани , второй вход ко торого через первый масштабный усилитель соединен с выходом первого блока пифроанапогового преобразовани , выход .второго блока цифроаналогового преобразовани  подключен ко входу сумматора и выходу третьего блока цифроаналогово- го преобразовани , первый вход которого соединен с выходом третьего регистра , а второй и третий вход - соответственно с щинами положительного и отрицательного опорных напр жений, выход сумматора  вл етс  выходом функционального преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью расширени  класса воспроизводимых функций, он содержит четвертый и п тый регистры, четвертый и п тый блоки цифроаналогового преобразовани , второй масштабный усилитель , второй управл емьй переключатель и блок пам ти, вход которого соединен с вььходом блока адресации, а выход подключен во входам второго, третьего и п того регистров, вход четвертого регистра  вл етс  вторым входом преобразовател , а его выход соединен со вторым входом блока адресации и первым входом четвертого блока цифроаналогово- го преобразовани , второй вход которого через второй управл емый ключ соединен с разнопол рными шинами опорного напр жени , управл ющий вход второго переключател  подключен к первому выходу п того регистра, второй выход которого соединен с первым входом п того блока цифроаналогового преобразовани , выход которого подключен ко входу сумматора, второй вход п того блока цифроаналогового преобразова ни  через второй масштабный усилительна соединен с выходом четвертого блока цифроаналогового преобразовани . Источники информации, прин тые, во внимание при экспертизе 1.Гинзбург С. Д., Любарский Ю. А. Функциональные преобразователи с аналого-4ди4ровым представлением информации М., Энерги , 1973, с. 63.
2. 2.Авторское свидетельство СССР Ns 572815, кл. G 06 :г 1/00, 1977 (прототип).

   И

   ts KJi)