Частотно-импульсный функциональный преобразователь
,ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
385290
Со па Соеетскиз
Социалистически»
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 17Х.1971 (№ 1657176/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 29.V.1973. Бюллетень № 25
Дата опубликования описания 29Л Н1.1973
M. Кл. G 068 7/26
Комитет по делам изобретений и открытий прм Совете Министров
СССР
- УДК 681.335.813(088.8) Авторы изобретения
Н. И. Иопа и Г. О. Паламарюк
Рязанский радиотехнический институт
Заявитель
ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройствах, обрабатывающих частотно-импульсную информацию.
Известно частотно-импульсное функциональное устройство, реализующее метод кусочно-линейной аппроксимации, при котором исходная функция заменяется в каждом интервале соответствующим отрезком прямой.
Известное устройство содержит блок оггределения интервала, вычитающее устройство, множительную ячейку, частотно-импульсную следящую систему, логические схемы «И» и
«ИЛИ».
Недостатками этого устройства являются громоздкость, высокая стоимость оборудования и ограниченные логические возможности.
Целью изобретения является сокращение количества элементов частотно-импульсного функционального преобразователя.
Для этого в нем выходы схем вычитания блока определения интервала подключены через две логические cxQMbI «ИЛИ» к первым множительным входам множительно-делительных ячеек, делительные входы которых соединены с выходом датчика частоты, а выходы через третью логическую схему «ИЛИ» чрисоединены ко входу следящей системы; вторые множительные входы множительноделительных ячеек подключены через две логические .схемы «ИЛИ» к выходам групйы логических схем «И», импульсные входы Ko" торых соединены с выходами датчика частот, а потенциальные входы подключены к выходам дешифратора блока определения интервала.
На фиг. 1 показана схема частотно-импульсного функционального преобразователя; на фиг. 2, а — кусочно-линейная аппроксима10 ция полинома Лагранжа; на фиг. 2, б — построение заданной кусочно-ломаной из суммы треугольных функций.
Преобразователь (фиг. 1) содержит блок определения интервала 1, состоящий из двух
15 схем вычитания 2, логических схем «ИЛИ» 8, схемы управления счетом количества интервалов 4, логических схем «И» 5, реверсивного счетчика б и дешифратора 7, две логические схемы «ИЛИ» 8, две множительно-делитель20 ные ячейки 9, группу логических схем «И»
10, логические схемы «ИЛИ» 11 и 12, частотно-импульсную следящую систему 18 и датчики частот 14 и 15.
Выходы схем вычитания 2 блока определе25 ния интервала 1 соединены со входами схемы управления счетом количества интервалов 4, а также попарно подключены к логическим схемам «ИЛИ», выходы которых подключены к множительным входам мнох
30 тельно-делительных ячеек 9. Делит385290
15 (х — хо) (х — х1)... (х — x>- 1)) (х — хд ., 1)... (х — х,) >1 (х): (Х» — Х,) (Хд — Х1)... (Хд — X)r — 1) (Хд — Xu-t 1)... (Х» — Х,) 25
3 входы ячеек 9 связаны с датчиком частоты
Frt,, а другие множительные входы — с выходами логических схем «ИЛИ» 11, каждая из которых объединяет группу логических схем «И» 10. Импульсные входы схем «И» подключены к выходам датчиков частот 14 и 15 Роп 21 и Роп(21 1), а потенциальные— к выходам дешифратора 7. Выходы множительно-делительных ячеек 9 через логические схемы «ИЛИ» 12 соединены со входом частотно-импульсной следящей системы 18.
Один из входов обеих схем вычитания 2 соединен со входом устройства F, а вторые входы соединены с выходами логических схем «ИЛИ» 8, объединяющих выходы логических схем «И» 5. Импульсные входы схем
«И» 5 соединяются с выходами датчика
На практике для моделирования интерполирующего множителя (1п,(х) прибегают к его кусочно-линейной аппроксимации.
Вид члена полинома Лагранжа и его аппроксимация показаны на фиг. 2, а.
Колоколообразная кривая произведения
F (x;) ° ((х) заменяется аппроксимирующей кусочно-ломаной фун(кцией а), (х), которую в дальнейшем будем называть «треугольной» функцией или а — функцией.
Треугольная функция изменяется линейно на интервале от (k — 1)-го до k-го узла и от k-го до (k+1)-го узла и равна нулю во всех остальных интервалах, где x( x)xr, 1. О ПРИ Х Х 1 () ь(х — х 1) при xr1 1(х(х Ь(х, — x) npH x>(x(x 1 О при х х)1+1 (2) Ь(х —. )=1, Ь= 1 х2 х2 — 1 Если задан ряд узлов интерполяции (ряд точек на плоскости ху), то полином у=F(x) =; Р(х )а,(х) (3) выражает ломаную, состоящую из отрезков прямых, соединяющих соседние точки. На фиг. 2, б показано построение заданной кусочно-ломаной из суммы треугольных функций в соответствии с выражениями (2), (3). Функциональный преобразователь на основе интерполяционного полинома Лагранжа обладает высокой оперативностью, универсальностью и наглядностью изображения функции. Преобразователь работает следующим образом. Входной аргумент х в виде частоты повторения импульсов F(x) подается на один из входов обеих схем. вычитания 2 блока определения интервала 1. На второй вход одной из них подаются образцовые частоты, моде35 60 частот 15, моделирующего границы интерваЛа С НЕЧЕТНЫМИ (Fprr.1 Роп 3 " Роп(2 j+1)) и с четными (Роп.2, Ро„.r„Fprr 21) номерами потенциальные входы — с выходами дешифратора 7. В основу построения функционального преобразователя положен метод полинома Лагранжа в кусочно-линейной форме, поскольку в полипом Лагранжа входят заданные значени я функции IB узлах F (х ), т. е. коэффициенты Р(х),) являются ординатами приближаемой кривой e=f(x) и, следовательно, их можно вычислить наиболее просто. Это дает возможность непосредственно и независимо задавать значения функции в узлах интерполяции. В полиноме Лагранжа интерполирующий множитель (п(,(х) имеет следующий вид: лирующие границы интервалов с нечетными (F prr.r, F prr.3 ... Fprr (2)+i)), а другого с четны ми (Роп,2 Fprr.4 ... Fprr 21) номерами (фиг. 1) Блок определения интервала 1 определяет в каждый текущий момент времени интервал, на котором находится значение входного аргумента. (Область изменения аргумента разбивается на интервалы) . Для каждого значения частоты F, он определяет границы интервалов Fpp.21 и Ро,(2; 1) такие, что FoII.„ (F» < Fon. („„), и в соответствии с кодом интервала управляет коммутацией частот, моделирующих ординаты функции в четных F 2 и нечетных Рр(21 1) узлах интерполяции. При переходе значения входного аргумента с одного интервала на другой импульсы разностной частоты поочередно образуются на одном из выходов каждой схемы вычитания 2. Очередность эта определяется знаком разности частот на их входах. Таким образом, на интервале x> <(x(xn с выходов схем вычитания 2 выдаются возрастающая Є— Роп.(д 1) и убывающая F„.< — Р„разности. При переходе на следующий интервал xg (x(x(y 0 разностные частоты противоположных знаков F„.(r,+r) — F» è Р— Роп.) образуются на других выходах схем вычитания 2. Объединение логическими схемами «ИЛИ» 8 выходных шин каждой из схем вычитания 2 позволяет на каждом интервале иметь две разности: возрастающую и убывающую. Выходы логических схем «ИЛИ» 8 соединяются с одним из множительных входов множительно-делительных ячеек 9, на делительные входы которых подается частота Р,1,— (4) Fort. )1 — Forr. ()t — 1) а на вторые множительные входы — частоты Р„2, и Р„(2) 1), моделирующие заданные зна385290 (7) чения ординат в четных и нечетных узлах интерполяции. Таким образом, использование множительно-делительных ячеек 9 позволяет образовать любой «треугольник», умножая элементарные треугольные функции а((х) на заданные значения ординат. На интервале х(а ц(х(х), с выходов ячеек 9 выдаются результаты множительно-делительных операций в виде пачек импульсов оп, k — F.» ) .(в ц — " F (k ц, (5) оп. и — Fon, (k — ц F „» — Fon (k — Ц (6) Fon. k — Fon (k — ц Суммируя результаты выражений (5), (б) на логическом элементе «ИЛИ» 12, получают отрезок прямой оп. k — Fon (k — I) F» — Fon (k — ц F)k, Forr k — Fon (k — I) моделирующий функцию F (х) на интервале Х), r(X(Xk. На интервале xk(x(xk+1 суммируются функции F — Оп (/2-, ц — .» 1 (Я) Forr (k — Ц вЂ” Fon.k F» — Fon. k F, р.). ц — . Fy (k ц. (9) Fon (k Ц вЂ” ол. Ф Из выражений (6) и (9) видно, что с переходом на соседний интервал один из коэффпциентов F„, (F»(,+<)) не должен изменяться. В устройстве (фиг. 1) это учтено при построении дешифратора 7. Результат суммирования — см. выражение (7) — с выхода логической схемы «ИЛИ» 11 подается на положительный вход частотноимпульсной следящей системы И. Предмет изобретения Частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий блок определения интервала с двумя схемами вычитания и дешифратором, две множительно-делптельные ячейки, датчики частот, следящую систему, логические схемы «И» и «ИЛИ», отличаюи(ийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в нем выходы схем вычитания 20 блока определения интервала подключены через две логические схемы «ИЛИ» к первым множительным входам множительно-делительных ячеек, делнтельные входы которых соединены с выходом датчика частоты, а 25 выходы через третью логическую схему «ИЛИ» присоединены ко входу следящей системы; вторые множительные входы множительно-делительных ячеек подключены через две логические схемы «ИЛИ» к выходам 30 группы логических схем «И», импульсные входы которых соединены с выходами датчика частот, а потенциальные входы подключены к выходам дешифратора блока определения интервала. МАЦЦО C йелителн частвты Фиг. 1 Т=ФХ Х и Х„, и Х Фиг 2 Составитель О. Сахаров Техред Е. Борисова Редактор О. Авдеева Корректор Е. Талалаева Заказ 2347/13 Изд. № 680 Тираж 647 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 Тш1ография, пр. Сапунова, 2
