Цифровой кусочно-линейный аппроксиматор

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для выполнения функциональных преобразований в цифровых системах обработки информации, в частности для моделирования симметричных функций. Цель изобретения - повышение точности аппроксимации симметричных функций без усложнения устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав известного устройства, содержащего генератор тактовых импульсов, счетчик участков аппроксимации, дешифратор точек перегиба, блок формирования приращения функции, сумматор, регистр функции и элемент ИЛИ, введены триггер, демультиплексор, преобразователь прямого кода в дополнительный и коммутатор. Дешифратор точек перегиба содержит реверсивный счетчик, блок памяти и элемент сравнения. Принцип работы аппроксиматора заключается в следующем. При поступлении на тактовый вход регистра импульса от генератора, в регистре функции фиксируется текущее значение функции, которое формируется сложением в сумматоре предыдущего текущего значения функции и текущего значения приращения, поступающего из блока формирования приращений. Очередное текущее значение приращения формируется при поступлении на его информационный вход блока формирования приращений импульса от дешифратора при совпадении выходного кода счетчика участков аппроксимации с кодом порогового значения аргумента. Коды пороговых значений аргумента и текущих значений приращений заложены в структуру дешифратора точек перегиба и блока формирования приращений функции соответственно. В случае аппроксимации симметричной функции происходит формирование линейных участков в пределах изменения аргумента от 0 до точки симметрии. Далее счетчик участков аппроксимации включается в режим обратного счета и формируется вторая половина симметричной функции. При этом код текущего значения приращения преобразуется в преобразователе прямого кода в дополнительный и сумматор начинает вычитание текущего значения приращения, формируя обратный наклон симметричного участка функции. 1 з.п.ф., 2 ил.

„„SU û 161574

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ц1)5 G 06 F 15/353

3ИЮВЖ . л(:,) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМЪ CENPEYFAbCl ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯи4

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4453279/24-24 (22) 07.04.88 .(46) 23.12.90. Бюл. № 47 ,;(72) В. П. Болгов и С. В. Лобанов .(53) 681 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .¹ 1088020, кл. G 06 G 7/26, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 549818, кл. G 06 G 7/26, 1975.. (54) ЦИФРОВОЙ КУСОЧНО-ЛИНЕЙНЫЙ АППРОКСНМАТ0Р (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для выполнения функциональных преобразований в цифровых системах обработки информации, в частности для моделирования симметричных функ-. ций.. Цель изобретения — повышение точности аппроксимации симметричных функций без усложнения устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в состав известного устрой:ства, содержащего генератор тактовых импульсов, счетчик участков аппроксимации, дешифратор точек перегиба, блок формирования приращения функции, сумматор, регистр функции и элемент

ИЛИ, введены триггер, демультиплексор, преобразователь прямого кода в допол нительный и коммутатор. Дешифратор .,точек перегиба содержит реверсивный .счетчик, блок памяти и элемент сраа- нения. Принцип, работы аппроксиматора .заключается в следующем. При поступИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь2 ленни на тактовый вход регистра импульса от генератора в регистре функции фиксируется текущее значение функции, которое формируется сложением в сумматоре предыдущего текущего значения функции и текущего значения приращения, поступающего иэ блока формирования приращений, Очердное текущее значение приращения формируется при поступлении на его инфо мационный вход блока формирования приращений импульса от дешифратора при совпадении выходного кода счетчика участков аппроксимации с кодом порогового значения аргумента. Коды пороговых значений аргумента и текущих значений приращений заложены в структуру дешифратора точек перегиба и блока формирования приращений функций соответственно. В случае аппроксимации симметричной функции происходит формирова-:. ние линейных участков в пределах изменения аргумента от 0 до точки симметрии. Далее счетчик участков аппрок-I симации включается в режим обратного счета и формируется вторая половина симметричной функции. При этом код текущего значения приращения преобразуется в преобразователе прямого ко-. да в дополнительный и сумматор начи-. нает,вычитание текущего значения приращения, формируя обратный наклон симметричного участка функции. 1 э.п. ф-лы, 2 ил..

1 зовано для выполнения функциональных преобразований в цифровых системах

1615743 бработки информации, B частности для оделирования симметричных функций.

1 ель изобретения — повышение точости аппроксимации симметричных функ - 5 цнй. !

На фиг. 1 показана блок-схема апйроксиматора; на фиг. 2 - блок-схема дешифратора тока перегиба.

Аппроксиматор содержит генератор импульсов, счетчик 2 участков апоксимации, дешифратор 3 точек первиба, блок 4 формирования приращения ункции, сумматор 5; регистр 6 функи, элемент ИЛИ 7, триггер 8, демуль-15 плексор 9, преобразователь 10 прямого кода в дополнительный и комму1 атор 11.

Дешифратор точек перегиба (фиг. 2) одержит реверсивный счетчик 12, блок 20 3 памяти и элемент 14 сравнения, Блок формирования приращения функи может быть выполнен в виде послеовательно соединенных блоков 12 и 13, фиг. 2) с соответствующими связями. 25

При аппроксимации функций, симметичных относительно значения аргумена i = N справедливы следующие соотношения:

f (з.) = f (2N-i);

Д f (k) = Ьй (2N-k);

Q f (m) = -hf (2N-m);

35 аК =а и К ,где i — текущее значение аргумента; а — пороговое значение аргумен- 40 та, при котором меняется значение приращения функции; ш — йомер порогового числа квантов аппроксимации, при котоpoM a< i (a >+i (при k — 0 ак — ак-q = 0) °

Из указанных соотношений следует, что при аппроксимации симметричных функций для значений аргументов i u

2N-i значения аппроксимирующей функ50 цни совпадают, а значения приращений совпадают по абсолютному значению, но имеют противоположные знаки.

Аппроксиматор работает следующим образом.

Перед началом формирования Функции

55 счетчик 2., дешифратор 3, блок 4 и ре» гистр 6 импульсом, поступающим на вход пуска аппроксиматора, устанавливаются в начальное состояние. Этим же импульсом, поступающим через элемент

ИЛИ, триггер 8 устанавливается з ну- левое состояние. При этом счетчики 2 и 12 включаются в режим прямого счета, .а коммутатор 11 пропускает на выход код, поступающий на вход от блока 4.

Начальное значейие приращения из блока 4 поступает на вход сумматора 5, на другой вход которого подается код с выхода регистра 6. В исходном состоянии с выхода сумматора 5 на информационный вход регистра 6 подается сумма начального значения функции с ее приращением, т.е. значение функции дпя i - =01. При поступлении на вход записи регистра 6 импульса от генератора 1 это значение функции фиксируется в регистре 6, после чего вновь подается на вход сумматора, на выходе которого Формируется код очередного значения аппроксимируемой функции для

= 2. Таким образом, за кажпый такт работы формируется новое значение функции, изменяющееся на величину приращения.

Текущее значение приращения форми- . руется следующим образом. В исходном состоянии счетчик 12 обнулен, т.е. на адресные входы блока 13 памяти подается код начального адреса. В стар шие разряды ячейки памяти по этому адресу записывается код начального aIaчения аргумента а . Иладшие разряды отведены под код, управляющий демультиплексором 9.

1 с.

В младших разрядах ячейки, имеющей начальный адрес, записан код, обеспечивающий прохождение информации с входа демультиплексора на его первый выход. В младших разрядах ячейки, соответствующей последнему перед точкой симметрии пороговому значению аргумента, записан код, обеспечивающий прохождение информации с входа демультнплексора на его второй выход. В младших разрядах остальных ячеек записан код, запрещающий прохоядение информации через демультиплексор. В старшие разряды ячеек памяти записаны коды пороговых значений аргумента а до точки симметрии. Таким образом, при аппроксимации симметричных функций требуется вдвое меньший объем. памяти по сравнению с известным аппроI ксиматором или при том же объеме памяти в него можно заложить вдвое

5 161 большее число пороговых значений аргумента.

После накопления на счетчике 2 чи-, сла импульсов, соответствующего первому пороговому значению аргумента а,, элемент сравнения 14 формирует перепад напряжения, поступающий на счетный вход счетчика 12 и увеличивающий на единицу его выходной код. При этом подключается следующая ячейка памяти, т.е. меняется -.од на втором входе элемента сравнения, и на его выходе формируется обратный перепад. Указанная последовательность перепадов напряжений представляет собой импульс, который поступает на вход блока 4.

При этом формируется новое значение приращения ДХ(К).

После накопления на счетчике 12 числа импульсов, соответств .чщего последнему пороговому значению перед точкой симметрии, на первом выходе старших разрядов блока 13 памяти формируется код, соответствующий аргументу точки симметрии, а в младших— код, обеспечивающий прохождение импульса с выхода дешифратора 3 через демультиплексор на вход триггера 8.

Импульс, который формируется на выходе элемента 14 сравнения при совпадении кода, накопленного счетчиком

2, и кода, соответствующего аргументу точки симметрии, поступив через демультиплексор 9 на вход триггера 8, устанавливает его в единичное состояние. При этом счетчики 2 и 12 включаются в режим обратного "счета, а коммутатор 11 — в режим передачи информации с.втораго входа на выход. Прохождение кода текущего значения приращения через блок 10 обеспечивает сложение указанного значения с кодом, накопленным в сумматоре 5, а вычитание кода приращения — формирование симметричного участка функции с обратным наклоном.

5743 6 дам счетчика аппроксимации, выход которого соединен с информационным входом дешифратора точек перегиба, выход признака перегиба которого сое

5 динен с информационным входом блока формирования функции, вход пуска аппроксиматора соединен с входами установки счетчика участков аппроксимации, блока формирования приращений функции и регистра функции, выход ко торого соединен с выходом аппроксиматора и входом первого слагаемого сумматора, выход которого соединен с информационным входом регистра функции, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности аппроксимации симметричных функций, в него введены триггер, демультиплексор, преоб20 разователь прямого кода в дополнительный и коммутатор, причем вход пуска аппроксиматора соединен с входом установки дешифратора точек перегиба и первым входом элемента ИЗИ, выход ко25 торого соединен с входом установки в

"0" триггера, выход которого соединен с входами управления реверсом счетчика участков аппроксимации, дешифратара точек перегиба, блока формирования

3р приращения функции и управляющим входам коммутатора, первый информационный вход которого соединен с выходом блока формирования приращения функции и входом преобразователя прямого када в дополнительньп, выход которого соединен с вторым информационным входам коммутатора, выход признака перегиба и выход управле -,ия реверсом дешкфратора точек перегиба соединены со4 ответственно с информационным входом и адресным входом демультиплексара, первый и второй выходы которого соединены соответсгвенно с вторым входом элемента ИЛИ и входом установки в

"1" триггера выход коммутатора соеЭ динен с входом второго слагаемого сумматора.

Формула изобретения

1. 11ифровой кусочно-линейный аппроксиматар, содержащий генератор импульсов, счетчик участков аппроксимации, дешифратор точек перегиба, блок формирования приращения функции, сумматор, регистр функции и элемент

ИЛИ, причем выход генератора импуль-, сов соединен с входом разрешения за-: писи регистра функции .и счетным вхо50

2. Аппроксиматор по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что дешифратор точек перегиба содержит реверсивный счетчик, блок памяти и элемент сравнения, лрич"и информационный вход дешифратора соединен с первым входам. .элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом старижх разрядов блока памяти, выход младших разрядов которого соединен с выходом управления реверсом де.пнфратара, вы1615743

Составитель А. Зорин

РедаКтор А. Козориз Техред Л.Сердюкова .Корректор A. Осауленко

Заказ 3989 Тираж 567 Подписное фНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ход признака перегиба и вход управления реверсом которого соединены соот ветственно с выходом схемы сравнения входом задания режима реверсивного счетчика, вход установки в "0" кото-, рого соединен с входом установки дешифратора, выход и счетный вход реверсивного счетчика соединены соответ5 ственно с адресным входом блока памяти и выходом элемента сравнения.