Цифровой функциональный преобразователь типа приращение — приращение

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респуйлик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22,XI.1965 (№ 1038670/26-24) Кл. 42m, 14

21а>, 36/20 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29.Х||.1967. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 19,III.1968

МПК G 06|

Н 03k

УДК 681.142.07:53.

087.92(088.8) Комитет по делам изосретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения В. И. Дикий, Ю. Н. Ефимов, Ю. А. Поваляев и О. Б. Станишевский

Заявитель

Таганрогский радиотехнический институт

ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЪ|Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

ТИПА ПРИРАЩЕНИŠ— ПРИРАЩЕНИЕ

Известны цифровые функциональные преобразователи типа приращение — приращение.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что содержит реверсивный счетчик приращений аргумента, выход последнего каскада которого связан с реверсивным счетчиком отрезков, выходы счетчика приращений аргумента соединены с первыми входами схем совпадения, выходы счетчиков отрезков подключены к дешифратору, выходы которого посредством коммутационной панели подсоединены к схемам сборки, выходы которых подключены ко вторым входам схем совпадения, выходы схем совпадения через схему сборки подсоединены к ключам задания знака приращений функции.

Это позволяет упростить настройку преобразователя на преобразование заданных функций.

На фиг. 1 представлен универсальный цифровой функциональный преобразователь типа приращение — приращение, фиг. 2 и 3 поясняют его работу. Преобразователь содержит реверсивный счетчик 1 приращений Лх, реверсивный счетчик 2 отрезков, блок 8 линейных преобразователей, дешифратор 4, схему совпадения 5, схему сборки б, триггер с единичным, нулевым и счетным входами, схемы сборки 8 и 9, схемы совпадения 10 и

li и схемы 12 совпадения, линия И задержки.

В преобразователе применен метод кусочно-линейной аппроксимации заданной непрерывной кривой. Такая аппроксимация может быть осуществлена с любой, наперед заданной точностью, которая определяет количество линейных отрезков.

В предлагаемом преобразователе весь диапазон изменения х разбит на 2048 приращений Лх. Количество приращений в каждом линейном отрезке равно 16, а количество линейных отрезков равно 128, Представление функции столь большим количеством линей15 ных отрезков обеспечивает достаточно малую погрешность линейной аппроксимации, Помимо кусочно-линейной аппроксимации, в преобразователе применена ступенчатая аппроксимация каждого линейного отрезка, 20 обеспечивающая квантование по независимой и зависимой переменным.

В преобразователе каждому приращению

Лх или Лу соответствует импульс напряже25 ния. Таким образом, линейный отрезок фиг.2 будет представлен в преобразователе системой импульсов Лх и Лу, возникающих в момент поступления импульсов Лх при наличии приращений Лу на ступенчатой кривой фиг. 2.

30 На фиг. 3 изображена такая система импульсов. При этом импульсы Лх могут быть распределены во времени произвольно.

Преобразователь ограбатывает функции, 1 dy масштабированные так, что » 1. По Х этому число возможных наклонов линейных отрезков определяется количеством приращений Лх в линейном отрезке. Таким образом, все возможные наклоны будут следующие: %,, 1/16, -2/,-„,... 1%6, 1%6. Каждой величине наклона линейного отрезка соответствует вполне определенная система импульсов типа ф иг. 3.

Если под Р, понимать двоичную функцию, отображающую появление или непоявление импульса Лу при поступлении импульса Лх, то таких функций существует, очевидно, 17 по числу возможных наклонов линейных отрезков. Таким образом, отрезку с наклоном - !16 соответствует функция P2,16 В дальнейшем для краткости знаменатель 16 у индекса будем опускать и писать функция Р2, например, вместо функции Р2/16.

Функции Р„можно образовать следующим образом. Пусть четырехразрядный двоичный счетчик подсчитывает импульсы Лх от начала каждого линейного отрезка. Если обозначить единичные состояния триггеров, образующих этот счетчик g, h, 1, j, где символ

g относится к старшему разряду, то нетрудно показать, что функции P определяются формулами:

PP=О, Р,=ЦЬ11, Р2 — — 611, Р,=Р,+Р2, Р4 = Цг Ро =1 4+Р1 Р6 P4+P2 Р7 Р4+ 3

8 J Р9 Р8+ P1 Р10 Р8+ 2 Р11 1 8+Р3»

Р12 Р8+Р4 Р13 Р12 1 1 Р14 Р12+" 2 Р13

12+ 3 Р16

Построив по этим формулам ступенчатые кривые типа фиг. 2, нетрудно убедиться, что они аппроксимируют линейные отрезки с соответствующими наклонами. Например, ступенчатая кривая, соответствующая функции Р„, аппроксимирует отрезок с наклоном

1%6.

При наличии простейших схем, образующих функции Р,, функциональный преобразователь удобно построить так, чтобы при реализации каждого линейного отрезка на выход устройства пропускалась функция Р,, соответствующая наклону отрабатываемого отрезка.

Блок линейных преобразователей 8 (фиг. 1), связанный с четырехразрядным счетчиком

-приращений Лх (1), выдает на своих 17 выходах все возможные функции P, . По окончании линейного отрезка счетчик 1 сбрасывается, выдавая импульс на счетчик отрезков 2, состоящий из 7 разрядов. Дешифратор 4, связанный со счетчиком 2, выбирает шину, .номер которой совпадает с номером отрабатываемого отрезка. Эта шина и управляет пропусканием на выход преобразователя функции Р,, соответствующей наклону линейного отрезка.

Поскольку отрезков с одинаковыми наклонами может быть несколько, то шины, соответствующие этим отрезкам, объединяются схемами сборки б и лишь после этого управляют открыванием схем совпадения 5, на вторые входы которых поступают функции Р1.

На выходе сборки 9 образуется некоторая последовательность высоких и низких потенциалов, представляющая в потенциальной форме зависимость Лу= f(). Преобразование этой зависимости из потенциальной формы в требуемую импульсную осуществляется двумя схемами совпадения 10, 11, схемой сборки 12 и линией задерхкки 1,7. Потенциал Л7/ подается одновременно на входы 10 и 11, на вторые входы этих схем поступают потенциалы такие, что при увеличении аргумента открывается схема 10, а при уменьшении схема 11. Наконец, на третий вход 10 поступает задержанный импульс Лх, а на третий вход 11 поступает импульс hr. Таким образом, при наличии приращения Лу и при увеличении аргумента схема 10 пропускает нз выход через схему сборки 12 импульс. 3адержка импульса Лх при помощи 1З необходима для того, чтобы этот импульс пришел на 1О после окончания всех переходных процессов, связанных с установлением потенциала Лу после поступления очередного импульса Лх.

При уменьшении аргумента импульс на выход пропускает схема 11, причем в этом случае задержка импульса перед подачей его на вход 11 не нужна. Рассмотрим, для чего необходимо такое отличие. Пусть аргумент и функция имеют некоторое значение, и аргумент получил отрицательное приращение Лх.

Импульс Лх придет на вход 11 раньше, чем установится потенциал Лу на втором входе

1I, следовательно, на выходе импульса не появится, т. е. аргумент и функция будут соотьетствовать точке 2. Если как и в случае увеличения аргумента импульс Лх подавать через задержку, то аргумент и функция будут соответствовать точке 2, т. е. появится двузначность. При дальнейшем уменьшении аргумента импульс Лх придет раньше того момента, когда на выходе 9 исчезнет потенциал Лу и, следовательно, этот импульс пройдег на выход схемы, т. е. аргумент и функция будут соответствовать точке 1. Следовательно, при принятом методе преобразования зависимости Лу=f(x) из потенциальной формы в импульсную, исключается двузначность в некоторых точках функции.

На фиг. 1 представлена также схема образования знака Л7/. Если функция возрастающая и аргумент ее увеличивается, то триггер знака 7 выдает на выходе сигнал, соответствующий «+», при уменьшении аргумента триггер получает соответствующий сигнал и опрокидывается, выдавая на выходе « — ».

При прохождении функцией экстремумов триггер также должен опрокидываться. Это осуществляется так. Номера приращений, со208349 ответствующие экстремумам, фиксируются специальными схемами совпадения, которые через схему сборки 8 подают сигнал на счетный вход триггера.

Настройка преобразователя на заданную функцию черезвычайно проста и заключается лишь в подключении шин дешифратора к соответствующим схемам сборки б, управляющим открыванием схем совпадения 5, которые, в свою очередь, пропускают на выход схемы требуемые функции Р;.

Предмет изобретения

Цифровой функциональный преобразователь типа приращение — приращение, содержащий линейные преобразователи приращение — приращение, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки устройства на преобразование заданных функций, он содержит реверсивный счетчик приращений ар5 гумента, выход последнего каскада которого связан с реверсивным счетчиком отрезков, выходы счетчика приращений аргумента соединены с первыми входами схем совпадения, выходы счетчиков отрезков подключены к де10 шифратору, выходы которого посредством коммутационной панели подсоединены к схемам сборки, выходы которых подключены ко вторым входам схем совпадения, выходы схем совпадения через схему сборки подсое15 динены к ключам задания знака приращений функции.

208349

Фиг.2

Фиг.З

Составитель А. В. Шилейко

Редакгор В. В. Сорокина Техред А. А. Камышникова Корректоры: А, А, Березуева и Л. В. Наделяева

Заказ 190)9 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета пс делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2