SU760132A1 - Устройство для воспроизведения функций - Google Patents

Description

1

Изо.боетение относится к области автоматики и вычислительной техники, ' в частности к гибридным устройствам воспроизведения заданных функциональ- _ ных зависимостей от. нескольких вход- * ных аргументов.

Известен функциональный преобразователь, содержащий цифроаналоговыё) преобразователи аргумента, сумматор, . дешифратор и нелинейный блок, выпол- ^и ненный на управляемых ключах и функциональных преобразователях одной переменной ‘,

Недостатками устройства являются сложность конструктивной реализации 15 в случае воспроизведения функций бо-. лее чем двух переменных, а также сложность воспроизведения кода функциональных зависимостей.

Известно также устройство для вое- 20 произведения функций от нескольких переменных, содержащее входные преобразователи формы представления аргументов, блок адресации, блок памяти коэффициентов и блок интерполя- 25 ции данных Й.

Недостатками устройства являются

ограниченные функциональные возможности по воспроизведению ряда функций нескольких переменных. 30

2

Наиболее близким к изобретению является устройство для воспроизведения функций, содержащее блок анализа приращений, подключенный выходом к первому входу блока выборки, второй вход которого соединен с выходом счетчика масштаба, а третий вход подключен к шине кода функций, причем выход блока выборки соединен с первым . входом инвертора, подключенного вторым входом к шине кода четности, и с первым входом сумматора функции, подключенного вторым входом к выходу инвертора, третьим входом — к шине кода начальных значений, а выходом — к входу выходного 'цифроаналогового[ преобразователя, причем первый вход блока анализа приращений, четвертый вход блока выборки, четвертый вход сумматора функции и первый вход счетчика масштаба, соединенного вторым входом с шиной кода масштаба, подключены к выходу блока управления, а шина ввода аргумента соединена с первым входом сумматора аргумента и через аналого-цифровой преобразователь подключена к входу цифроаналогового преобразователя аргументов, выход которого соединен с вторым входом сумматора аргумента £3] .

·»* ·: .· < х.-г'.'-.·. -'’-.τΙ/·¹·-·.-------ν'·¹.-.’:;., ·'.:»· ι-»'.··»-Λ!.(·· ...

³ 760132 ,· 4

Недостатком устройства является ограниченный класс воспроизводимых функций, а именно, устройство позволяет воспроизводить различные функции только одного аргумента.

Целью изобретения является расши- .

ренйе класса воспроизводимых функций ³

путей воспроизведения функций от нескольких аргументов.

С этой целью в устройство для воспроизведения функций,содержащее блок _ -анализа приращений, подключенный вы- , «О ходом к первому входу блока выборки, второй вход которого соединен с выходом счетчика масштаба, а третий вход подключен к шине кода функции, причем выход блока выборки соединен 15 с первым входом инвертора, подклю^: Чеиного вторым входом к шине кода четности, и с первым входом сумматора функции, подключенного вторым входом к выходу инвертора, третьим вхо- 20 дом -· к шине кода начальных значений, а выходом — к входу выходного цифроаналогового преобразователя,причем · первый вход блока анализа приращенйй, четвертый вход блока выборки, четверт ~,тый вход сумматора функДии и первый ^Ζ3 вход счетчика масштаба,- соединенного вторым входом с шиной кода масштаба, подключены к выходу блока управления, а шина ввода аргумента боединена с . первьвч входом сумматора аргумента и .30 через аналого-цйфровой прёобразова- ' ·;. ’ тель подключена к входу цифроаналоГОвого Преобразователя аргумейФа, выход которого соединенс вторым входом сумматора аргумента, Дополнитёль- 35 но введены аналого-цифровые преобраэо-; ватели,цифроаналоговые преобразователи' аргумента, сУммёторы аргумента,

Я селектор Максимального прирайхения, соединённый выхо-40 дом с вторым вхоДом блока анализа приращений и подключённыйвходами к выходам сумматороваргумента, причем первый вход каждого I гго (1 έ ί 6 - 1, где ϋ . число ' аДру^йтов воспроиэвоДимой функции) дополнительного сумматора аргумента, соединенного вторым входойчерез ί-я дополнительный цифроавёяоговай преобразователь аргумента с . выходом ! -ГО дополнительного аналоГО-цифровоГо преобразователя и . 5"

входом 1-го шифратора аргумента, подключен к шине ввода соответствующего аргумента и к входу Ι-го дополнительного аналого-цифрового преобразовавеля, выход основного.ангшого-циф- 55 рового преобразователя соединен с входом С -го шифратора аргумента, а выходы всех шифраторов аргумента под’ * клЬчёны к соответствующим. входам блока выборки, соединенного выходом с третьим входом блока анализа приращений.

Устройство содержит аналого-цифровые преобразователи 1, вход каждо-. го из которых подключен к шине.2 ввода соответствующего аргумента и к первому входу соответствующего сумматора 3 аргумента, второй вход которого соединен через соответствующий цифроаналоговый преобразователь 4 аргумента к выходу соответствующего преобразователя 1. и входу соответствующего шифратора 5 аргумента. Общее число преобразователей 1 и 4, сумматоров 3 и шифраторов 5 определяется числом аргументов воспроизводимых функций. Выходы всех¹ сумматоров 3 аргумента подключены к входам селектора 6 максимального приращения.

Блок 7 выборки соединен первым входом с выходом блока 8 анализа приращений, Вторым входом — с выходом счетчика 9 масштаба, третьим входом — с шиной 10 кода функции, четвертым входом — с выходом блока 11 управления, а остальными входами с выходами Шифраторов 5 аргумента. Блок 8 анализа приращений подключен первым входом к выходу блока. 11 управления, вторым входом — к выходу селектора 6 максимального приращения, а третьим входом — к выходу блока 7 выборки.

Блёк 7 выборки также соединен выходом с первым Входом инвертора 12, подключенного вторым входом к шине 13 кода чёгностй, и с первым, входом сумматора 14 функций, подключенного Еторым входом к выходу инвертора 12. Третий и четвертый входы сумматора 14 функций соответственно соединены с шйной 1.5 кода начальных Значений и с выходом блока 1Т управлений. ВыхоД сумматора 14 Подключён к входу выходного цифроаналогового преобразователя 16. Счетчик 9 масштаба соединен первым входом с Выходом блока 11 управления й подключен вторым входом к шине 17 кода Масштаба. ;

Устройство формирует кусочно-линейные функции Р(х,γ,.,.ζ), определяемые выражением вида

± Р (х , у,. . . ζ )=Μ - Ρ (х₀ , у₀ ,. . · ζ_ο)±

- Μ.Σ др Г х; ,у; , . . . ζ ;,

Е^(хь»

-(х( ,у; , · ·

где х,у,. . . ζ М

8(хо»Уо····²^

д8[...3

. .ζ-_м)>33

— входные аргументы;

— масштабный коэффициент;

— начальное значение функции;

— значение приращенияфункции при переходе совокупности аргументов от узловых значений (х;,у· ,, ..ζ;) к узловым значениям

(^χ ΐ-н» Υ-ί +< > · · ^г < + () >

— номер узла интерполяции

На чертеже изображена блок-схема

устройства (для случая воспроизведения функции трех аргументов).

760132

Устройство для воспроизведения функций работает следующим образом.

В начальный момент времени, определяемый'сигналом "пуск" на входной шине 18 блока 11 управления, аналогоцифровые преобразователи 1 начинают 5 преобразовывать в коды напряжения аргументов х , у, . ..ζ ; поступающие на входные шины 2 устройства. Полученные коды поступают на входы соответствующих цйфроаналоговых преобразователей 4 аргумента и шифраторов 5 ар- . гумента. С помощью преобразователей 1 и 4, являющихся малоразрядными (4 + 6 двоичных разрядов), выявляются узловые точки интерполяции. С помощью сумматоров 3 аргумента определяются текущие значения приращений соответствующих аргументов.путем формирования разностей между текущими значениями аргументов с шин 2 и их ближайшими узловыми значениями с вы- 20 хода преобразователей 4.

Селектор 6 в простейшем случае выде'ляёт максимальное значение приращения аргумента из всех значений приращений аргументов,, поступающих на 25 его входы с выходов сумматоров 3. В случае повышенных требований к точности воспроизведения селектор. 6 может формировать максимальное приращение как корень квадратный· из сум- 30 мы квадратов значений приращений аргументов. Блок 8 анализа приращений формирует код приращения, зависящий от значения приращения с выхода селектора 6 и вида воспроизведений функ-35 ций, определяемого кодом вида функции на шине 10. Шифраторы 5 аргумента по коду на их.входах формируют результирующий адрес выборки значения ;. и знака приращения функции.. По этому др коду адреса, а также по коду приращения с выхода блока 8 и коду вида функций с шины 10 в блоке 7 выборки выбирается и считывается на выход в течение фиксированного для всех функций промежутка времени. Хранение в блоке 7 кодов приращений вместо полных кодов функций позволяет существенно уменьшить объем информации, записываемой в этот; блок.. __

Число выборок приращения дЕ изменяется в зависимости от кривизны воспроизводимых функций, увеличиваясь, При возрастании кривизны. Алгебраическая сумма кодов значений приращё- ' ний ДР накапливается в сумматоре 14 55

функции. По шине 15 в сумматор 14 также подается начальное значение кода функции Р (х₀ , у_о , ...ζ₀). Знак приращения ДР на сумматор 14 через инвертор 12 поступает в прямом или об- 60 ратном коде в зависимости от кода четности функции на шине 13. Благодаря этому упрощается воспроизведение симметричных функций, сформированный в сумматоре 14 код функции преобразу- 65

ется преобразователем 16 в напряжение, поступающее на выход 19 устройства.

Взаимосинхронизация всех блоков, устройства, формирование и отсчет временных интервалов осуществляется блоком 11 управления.

Масштабирование преобразуемых функций выполняется с помощью счетчика 9 масштаба в зависимости от кода масштаба на^-шине 17. . )

Последовательность синхроимпульсов с выхода блока 11 управления непосредственно для стробирования и через счетчик 9 поступает в блок 7

'выборки. Если функция не масштабируется (масштаб 1:1), то в течение интервалов времени, когда считывается информация из блока 7, по одному и тому же адресу формируется один импульс считывания и соответственно

/формируется только одно значение ДЕ.

'Если же воспроизводимая функция масштабируется, то по одному и тому же

адресу происходит многократное считывание информации из блока 7 выборки, причем кратность считывания равна !масштабу. Для обеспечения многократ'ного считывания для одного, и того же адреса частота синхроимпульсов выбирается такой, чтобы за время многократного считывания ни один из аргументов х».у, . . .ϊ формулы не успел измениться заметным образом.

Блок 8 анализа приращений в зависимости от максимальной величины приращения аргумента формирует код чис- “ ла подинтервалов для каждого фиксированного интервала времени. Число подинтервалов разбиения функции формируется блоком 8 таким образом, чтобы абсолютная погрешность аппроксимации не превышала заданной величины. Прй этом соответствующее кодирование функции выполняется в блоке 7 выборки. Если функция, разбиваемая на' подинтервалы, масштабируется, то в соответствующие моменты времени счетчик 9 масштабов формирует добавочные импульсы считывания из блока Ί выборки по адресу подинтервалов аналогично вышеописанному.

При реализаций блока 7 выборки целесообразно использовать многократную адресацию, каскадное соединение, метод эквивалентного алгоритма, программируемые логические матрицы и другие приемы, позволяющие в условиях приемлемых аппаратурных затрат воспроизводить сложные функции нескольких аргументов при использовании серийно выпускаемых промышленностью БИС ПЗУ.

Введение в состав устройства по сравнению с прототипом новых узлов и связей позволяет существенно расширить область применения устройства, благодаря воспроизведению функций от нескольких входных аргументов.

7

760132

Claims (1)

1. Формула изобретения Устройство для воспроизведения функций, содержащее блок анализа приращений, подключенный выходом к первому входу блока выборки, второй вход которого соединен с выходом счетч'ика масштаба, а третий вход подключен к шин^ кода функции, причем выход блока выборки соединен с первым входом инвертора, подключенного вторым входом к шине кода четности, й с первым входом сумматора функции, подключенного вторым входом к выходу инвертора, третьим входом — к шине кода начальных значений, а выходом — к входу' выходйого цифроаналогового преобразователя, причем первый вход блока анализа приращений, четвертый вход блока выборки, четвертый вход сумматора функции и первый вход счетчика масштаба, соединенного вторым входом с шиной кода масштаба, подключены к выходу блока управления, а шина ввода аргумента соединена, с первым входом суммат'ора аргумента и через аналоготцифровой преобразбватель подключена к входу цифроаналогового преоб. разователя аргумента, выход которого соединён с. вторым входом сумматора аргумента, от л и ч ающ ее с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций путем воспроизвёдения функций от нескольких аргументов, в устройство дополнительно' введены аналого-цифровые преобразователи , цифроаналоговые преобразова- тели аргумента, сумматоры аргумента.

   8

   шифраторы аргумента и селектор максимального приращения, соединенный выходом с вторым входом блока анализа приращений и подключенный входами к выходам сумматоров аргумента, причем первый вход каждого ϊ-го(1έ ί έ В - 1 где 8 — число аргументов воспроизводимой функции) дополнительного сумматора аргумента, соединенного вторым входом через ΐ-й дополнительный циф•β роаналоговый преобразователь аргумен’ та с выходом ΐ-го дополнительного’ аналого-цифрового преобразователя и входом ϊ-го шифратора аргумента, подключен к шине ввода соответствующего аргумента и к входу ΐ-го дополнитель15 ного аналого-цифрового преобразователя, выход основного аналого-цифрового преобразователя соединен с входом Е-го шифратора аргумента, а выходы всех шифраторов аргумента подключены 20 к соответствующим входам, блока выборки, соединенного выходом с третьим входом блока анализа приращений. .