SU860071A1 - Число-импульсный функциональный преобразователь - Google Patents

Description

1

Устройство относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано либо в качестве автономного устройства дл  обработки числоимпульсной информации, либо в составе цифровых интегрирующих машин,раэвертывакхцих измерительных систем или других специализированных вычислительных устройств.

Известен функциональный преобразователь , предназначенный дл  формировани  приращени  функции йу по заданному приращению аргумента лх и содержащий блок пам ти коэффициентов,подк .шоченный к 6.ПОКУ число-импульсного умножени , и счетчики приращений flj.

К недостаткам его следует отнести невозможность воспроизведени  функций, имеющих первую производную бдльше единицы и низкую точность, обусловленную кусочно-линейной аппроксимацией .

Из известных устройств наиболее близок по технической сущности к предлагаемому преобразователь, содержащий счетчик приращени  функции, блок пам ти, блок число-импульсного умножени , два ключа, два элемента И, первый триггер, два элемента ИЛИ, причем выход дополнительного разр да

блока пам ти подключен к упраалшощьм входам ключей, внфосмационные входы котоЕ лх подключены соответственно к выходу б.пока число-шлпульсного ум- : ножени  и входу преобразовател ,выходы ключей подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов ШШ, вторЕ вхоХ1Ы которых подключены к выходу первого элемента

10 И, первый вход которого соединен с входом опорной частоты преобразовател , а второй - с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И,пер15 вь и второй входам которого соединены соответственно с входом преобразовател  и зы о сйА дополнительного разр да блока пам ти, второй вход первого триггера соединен с выходом блока

20 число-импульсного умножени , выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом счетчика приращени  функции и выходом преобразовател , выход второго элемента ИЛИ соединен с

25 mmyytbcwoM входом блока число-импульсного умножени  12 J.

Недостаток этого преобразовател  низка  точность. ,

Цель изобретени  7 повышение точ30 ности воспроизведени  функции. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь дополнительно введены два элемента И, два элемента ИЛИ, второй триггер, элемент задержки и накапливающий сумматор,информационный вход которого подключен к выходу блока пам ти, вход которого соединен с первым выходом счетчика гриращени  функции, выходы накапливающего сумматора соединены с информационным входом блока число-импульсного умножени , установочный вход накапливающего сумматора через элемент задержки подключен к второму выходу счетчика приращени  функции и первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к третьему выходу счетчика приращени  функции и выходу четвертого .элемента И, первый вход которого соединен с третьим выходом счетчика приращени  функции, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами второго триггера, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены соответственно к входу второго триггера и второму входу счетчика приращени  функции. Блок-схема преобразовател  представлена на чертеже. Преобразователь содержит третий элемент ИЛИ 1, второй триггер 2,третий и четвертый элементы И 3 и 4, четвертый элемент ИЛИ 5, элемент 6 задержки, блок 7 число-импульсного умножени , накапливающий сумматор 8, блок 9 пам ти, счетчик 10 приращени  функции, ключи 11 и 12, второй элемент И 13, первый триггер 14, пер вый элемент И 15 и первый и второй элементы ИЛИ 16 и 17. Преобразователь работает следующим образом. Формирование прирадени  ду функции У по заданному приращению аргумента Дх осуществл етс  с использованием двух видов кусочной аппроксимации по оси у. На каждом из участков функции замен етс  параболой второго пор дка N-- a-+fa(x-x)(x-,-). (Н) в свою очередь i-ый участок разбиваетс  на k промежуточных интервалов ,, а парабола (1) воспроизводитс  линейными отрезками )ix, (2) где у - значение функции у в точ ке х;, дх х-х;-приращение apryivieHTa на J-OM промежуточном интерв але; ве по ры ци гд ни  ход м т ре вы ра .. С4 ро 1ра 55 ус ще щи ра ад ча ци ле ке ft J nd- коэффициенты, посто нные на прот жении всего i-го интервала; l--tMt h - шаг квадратичной аппроксимации , hj- промежуточный шаг. соответствии с выражением (2) ичина приращени  ду вычисл етс  оделирующим зависимост м, котодл  j-ro участка разбиени  функу имеют вид -Pi, ( ЛХ 2 Л - гР с«- df . j; N. АХ, ду - приращени  аргумента и функции, представленные числом импульсов; 1 . IJ коэффициент,определ ющий наклон (той же) воспроизводимой функции, когда ее перва  производна  dy/tjx -f, С + d j 2 /Nj- коэффициент,определ ющий наклон той же функции в Области, где dv { 4t. С , d коэффициенты, хранимые в блоке 9 пам ти; т - разр дность блока 7 числоимпульсного умножени , 2 1.0,если -f.ecAM IJ - состо ние дополнительного старшего разр да блока пам ти, характеризуквдее величину производной функции. нач)ение двоичного кода N| + J - d фоЕ ируетс  путем сложев накапливающем сумматоре 8 выого кода CJ или dj блока 9 папо импульсам j/ приход щим чеэлемент б задержки с выхода перm разр дов (СЧ1) счетчика 10 прини  функции. правление выбором коэффициенте d осуществл етс  схейой формини  адресных импульсов (блоки , котора  работает следующим обм . исходном состо нии триггер 2 новлен в 1, счетчик 10 прира  функции обнулен, в накапливаюсумматор 8 занесен код С выбый из блока 9 пам ти по нулевому су. Код 0 N о обеспечивает наный наклон функции у. ри завершении развертывани  функна первом промежуточном интерват .е. при значении кода в счетчи10 ду 2 импульс переполнени  1 через элемент И 3, а затем элемент ИЛИ 5 увеличивает содержимое старших разр дов счетчика приращени  функции 10 на единицу, а через элемент ИЛИ 1 по заднему фронту сбрасывает триггер 2 в О. Из блока 9 пам ти выбираетс  коэф фициент d и тем же импульсом j 1 (через элемент задержки) прибавл етс  к содержимому (Скапливающего сумматора 8. Так формируетс  код N1 г 4- н 1-0 оПри дальнейшем поступлении приращени  Ду импульсы переполнени  J со счетчика 10 суммируют код dj с содер жимьм сумматора 8 при переходе от од ного промежуточного участка аппрокси мации к другому, в результате на выходе сумматора 8 получен ступенчато измен ющийс  код Ч( (в известном пре образователе f2j Mj const), что позвол ет более точно воспроизводить заданные функции. После окончани  воспроизведени  функции на квадратичном интервале, т.е. при поступлении на вход счетчика 10 количества импульсов лУ h 2. k, импульс переполнени  i выби рает приращение нового наклона С, а затем снова устанавливает триггер 2 в состо ние 1. Далее работа схемы формировани  адресных импульсов при переходе от i -го участка к -ому пов тор етс . Рассмотрим работу предлагаемого функционального преобразовател  в двух режимах, выбор которых определ  етс  состо нием р. дополнительного разр да выходного кода блока 9 пам ти . Каждое из выражений (3-) и (4) реа лизуетс  с помощью блока 7 число-импульсного умножени , который может быть построен либо на основе двоично го умножени , либо на основе накапли вающего сумматора. На один вход блока 7 подаетс  параллельный двоичный :код N-, на второй - число импульсор, равное п. При этом результат умножени  Z св зан спи NV соотношением 7 NiH Следует заметить, что Ny представ л ет собой двоичный код числа, которое может принимать значени  в преде 1 . Поэтому .2 всегда лах от О до 2 меньше п. Если предположить, что Р.- О, то в ЭТОМ случае разрешает прохождение импульсов приращени  дх через ключ 12 и далее через элемент ИЛИ 17 на вход блока 7 число-импульсного умножени , на другие входы которого поступает NJ с выхода накапливающего сумматора 8. С выхода блока 7 импульсы , количество которых определ етс  соотношением (5), поступают через ключ 11 и элемент ИЛИ 16 на выход преобразовател  и на вход счетчи-. ка 10 приращени  функции. В рассматриваемом режиме выражение (5) аналогично (3) при и дх, поэтому приращение функции ду меньше приращени  аргумента лх, так как Nv/2 всегда меньше единицы. Таким образом, при О преобразователем формируетс  приргицение функции у(х), дл  которой drr/dx 5 1. В другом режиме, когда 1,ключи 11 и 12 заперты и импульсы приращени  АХ поступают через элемент И .13 на первый установочный вход триггера 14, который предварительно установлен в О. Первый импульс приращени  л х пе-. реводит триггер 14 в 1. Единичный потенциал триггера 14 разрешает прохождетние частоты Гд через элемент И 15 на элемент ИЛИ 17 и далее на вход блока 7 число-импульсного умножени . С выхода элемента И 15 импульсы частоты F, через элемент ИЛИ 16 поступают на выход преобразоВател  и  вл ютс  импульсами приращени  функции ду. Первый же импульс,который по витс  с выхода блока 7 после импульса лх, установит триггер 14 по второму установочному входу в исходное состо ние и прекратит подачу F на выход преобразовател . Описанный процесс повтор етс  дл  всех вновь приход щих импульсов приращени  дх. При этом на выходе блока 7 число-импульсного умножени  будет сформировано количество импульсов Z дх. Учитыва  соотношение (5).можно записать , что --,« так как в рассматриваемом режиме на вход блока 7 число-импульсного умножени  приходит количество импульсов, равное приращению функции ду. Замеыив в (6) переменную z на их, получают Из выражени  (7) которое аналогично (4), видно, что У- 1,поскольку N; всегда меньше 2. Таким образом, при Р О преобразователь обеспечивает аппроксимацию d V участка функции с 1 з при 1 - аппроксимацию функции с У. 1 dx Предлагаемый число-импульсный функциональный преобразователь нар ду с возможностью воспроизведени  функции с f(x) 1 обладает более высокими точностными характеристика

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Число-импульсный функциональный Преобразователь, содержащий счетчик Приращения функции, блок памяти,блок число—импульсного умножения, два ключа, два элемента И, первый триггер, два элемента ИЛИ, причем выход до-^г полнительного разряда блока памяти подключен к управляющим входам ключей, информационные входы которых подключены соответственно к выходу блока число-импульсного умножения и входу преобразователя, выходы ключей подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с входом частоты преобразователя, а с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом преобразователя и выходом дополнительного разряда блока памяти, второй вход первого триггера соединен с выходом блока число-импульсного умножения, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом счетчика приращения функции и выходом преобразователя, выход второго элемента ИЛИ соединен с импульсным входом блока число-импульсного умножения, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два элемента И, два элемента ИЛИ, второй триггер , элемент задержки и накапливающий суьвиатор, информационный вход которого подключен к выходу блока памяти, вход которого соединен с первым выходом счетчика приращения функции, выходы накапли-. вающего сумматора соединены с информационным входом блока число-импульсного умножения, установочный вход накапливающего сумматора через элемент задержки счетчика му входу которого третьего вторые входы которых подключены к третьему выходу счетчика приращения функции и выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с третьим выходом счетчика приращения функции, вторые входы третьего и четвертого 'элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным, вы- ходами второго триггера, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены соответственно к входу второго триггера и второму входу счетчика приращения функции.

   подключен к второму выходу приращения функции и первотретьего элемента И, выход соединен с первыми входами и четвертого элементов *}1ЛИ, опорной второй -