Введение к работе
Т.":-;"""j
''J
',;:лктуальнооть темы. Одной из проблем современного научно-/гех-
ючёского процесса является создание высокоэффективных систем автоматического управления и регулирования, информационно-измерительных комплексов, систем автоматизации эксперимента, в которых шачительная часть исходной и управляющей информации лредставле-іа в непрерывной форме. Обработка такой информации осуществляет-!я аналоговыми, цифровыми и аналого-цифровыми средствами, требующий наличия соответствующей элементной базы, в частности цифро-шалоговых и аналого-цифровых функциональных преобразователей дафровых и аналоговых сигналов с самыми различными параметрами и 'ехническиыи характеристиками. Применение микропроцессорной тех-іики, увеличение окорооти и точности обработки информации в уст-юйствах аналогового ввода-вывода, предварительной обработки и ipeобразования информации, а также при преобразовании и передаче правляющих сигналов в цифро-аналоговые моделирующие комплексы и истемы управления динамическими объектами требуют разработки [Ифроуправляемых функциональных преобразователей (ЦНП) высокой очности и быстродействия. В связи с этим к ЦУФП предъявляются ребования по повышению их результирующего быстродействия до нес-;ольких сотен Килогерц и сокращению до минимума времени затуха-ия переходных процесоов при достаточно высокой динамической точ-ости.х что имеет большое значение при обработке радио- и видео-игналов в реальном или ускоренном масштабах времени, при реше-ии задач моделирования методами опережающего анализа с многократ-ым повторением решения и т.д.
Большой вклад в разработку принципов построения и схеыотех-ику нелинейных решающих элементов внесли советские ученые И.Ы. итенберг, В.Г.Беляков, С.А. Гинзбург, Ю.И.Петренко, А.А.Маолов, .Б.Сыолов, Э.Э.Альперович, Г.М.Петров и другие. Широко известны акже разработки зарубежных фирм "Аналог Девайс", "Интерсил", Бурр-Браун", "Кристалл" и других.
Но, несмотря на значительные успехи, достигнутые в создании
зтодов и средств построения функциональных преобразователей, они
ряде случаев не удовлетворяют возрастающим требованиям в части
зоего быстродействия, точности, динамического диапазона обраба-
шаеыых сигналов, а также в части автоматизации настройки функ-
ционального преобразователя на воопроизводииую функцию. Поэтоыу о позиции разработки высокоэффективных структур функциональных преобразователей актуальную гроблену представляет разработка алгоритмов преобразования, которые содержали бы операции, быстрореализуемые средствами как аналоговой, так и цифровой вычислительной техники при иишшальнои числе информативных признаков и на их основе создание регулярных высокотехнологичных самонастраивающихся структур управляемых функциональных преобразователей.
Цель работы заключается в разработке иетодов аппроксимации и на их основе высокоэффективных структур пифроуправляемых функциональных преобразователей с частотным разделением каналов преобразования, обладавших достаточно высокой точностью при работе в широкоы диапазоне частот до нескольких оотен Килогерц.
Научная новизна работы.
-
Комплексно разработаны и исследованы пути построения комбинированных щфроуправляеша функциональных преобразователей о параллельными каналами преобразования, допускающих за счет объединения в единой системе высокой точности одних принципов воспроизведения функций о высоким быстродействием других.
-
Разработаны теоретические основы и предложена методика сквозной аппроксимации функций параметрическими полиномами, отличительной чертой которых является простота аппаратурной реализа-
"ции.
-
Разработаны основы теории сквозной аппроксимации функций с их предварительным разложение и на четную в нечетную составляющие, что обеспечило методическую точность воспроизведения функций, соизмеримую о точностью приближения этих функций полиномами Чебышева.
-
Предложена методика кусочно-квадратичной аппроксимации функций, заключающаяся в квадратичном эаконе разбиения оси ординат.
-
Разработана структура цифроуправляемого функционального преобразователя с частотным разделением каналов преобразования, позволяющая расширить полосу обработки входных сигналов до 200--300 Килогерц. Проведен анализ работы каналов преобразования в различных диапазонах частот входного сигнала.
-
Предложен ряд охемных решений построения ЦШ с частотным разделением каналов преобразования. Принцип, заложенный в ор-4
ганизавдю этих структур позволил полностью отказаться от элементов ручной регулировки и скомпенсировать инструментальные погрешности в процессе настройки.
Практическая ценность. Разработанные в работе структуры комбинированных цифроуправляемых функциональных преобразователей позволили расширить полосу частот обработки входных сигналов до 200-300 Килогерц при достаточно высокой точности воспроизведения функциональных зависимостей, что имеет большое значение при создании автоматических систем, устройств аналогового ввода-*ывода, обработки теле- и радиосигналов, способных нормально функционировать при изменении внешних сигналов в широком частотном диапазоне.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:
-XLI Всесоюзной научной сесии, посвященной Дню радио (Москва, 1985);
заседании секции "Управляющие вычислительные комплексы" научного совета АН СССР по проблеме "Автоматизация проектирования УВК" (Москва, 1987);
заседании Центрально-Поволжской территориальной группы Советского национального комитета международной ассоциации по математическому и машинному моделирование "Математическое и машинное моделирование систем управления и обработка информации" (г.Горь-киа, 1987);
Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы развития аппаратных и программных средств вычислительной техники для машинного моделирования" (г.Москва, 1987);
республиканской научно-технической конференции "Применение микропроцессоров в народном хозяйстве" ^глаллин , 1988);
Всесоюзной конференции "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования" (г. Тамбов, 1939);
республиканской научно-технической конференции, посвященной 25-летию образования Кишиневского политехнического института им.С.Лазо (г.Кишинев, 1989).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, а также получено 3 положительных решения о выдаче авторских свидетельств СССР. Материалы диссертационной работы вошли в 7 от-
четов, вылущенных кафедрой ВТ МАИ в 1986~89гг".
Структура и объем работы. Диссертация объемом 141 страница состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений на 9 страницах и содержит 85 страниц машинописного текста, 34 рисунка и 8 таблиц.
