При формировании , начиная со старшего разряда
, необходимо определить, на какой
"половине"
интервала
изменения аргумента находится его
текущее значение
(см. рис. 1.12), и в соответствии
с этим сформировать значение
, а также выделить
на ней диапазон изменения
в виде разности
, на основе которой будет найдено
значение более младшего бита (
) кода
.
Рис. 1.12. Зависимости ,
и
для
формирования 3-битного кода
, когда
Реализация этих действий осуществляется путем выполнения операций:
,
где ;
– двоично-взвешенное эталонное
значение (вес), с которым для получения
сравнивается
преобразуемая аналоговая величина
.
В общем случае при
взвешивании, начиная со старшего разряда ,
функция включения
и разность
последовательно определяются путем
вычисления:
(1.19)
, (1.20)
где ;
;
–
номера разрядов
эквивалента
.
Нейроподобная структура
преобразователя (рис. 1.13), реализующего
последовательно совокупность зависимостей (1.19) и (1.20), содержит
преобразующих нейроузлов, число
которых связанно с погрешностью преобразования
в
соответствии с выражением (1.14). Узел
нулевого
каскада формирует набор весов
, необходимых для
взвешивания преобразуемой величины
. Нейроузлы
–
преобразующих
каскадов находят значения бит
для цифрового
эквивалента
(1.18). Причем
для старшего
‑го разряда
формируется на
выходе первого нейроузла
, а
–
последнего
.
Рис. 1.13.
Нейроподобная структура Пр на основе метода
взвешивания, начиная со старшего разряда (1.19) и (1.20)
Время преобразования для нейроподобной структуры ПФИ
со взвешенным кодированием (рис.
1.13) определяется как сумма затрат времени
на
получение
функций включения
:
. (1.21)
Принцип формирования
функций включения , начиная со старшего
разряда, наиболее широко используется при построении преобразователей частоты и
напряжения в позиционный код. При преобразовании временного интервала такой
способ взвешивания практически не применяется из-за сложностей в его
технической реализации по сравнению с другими методами построения преобразователей
.
1.4.3.
Модели преобразователей с формированием
, начиная с младшего разряда
Для
рассматриваемых далее моделей преобразователей процесс формирования функций
включения при нахождении
(1.18) имеет циклический характер.
Поэтому перед началом преобразования
. Нахождение
, начиная с младшего разряда,
базируется на известном принципе (алгоритме) преобразования целого числа
, в том числе и унитарного, в его
двоично-позиционное представление
путем
последовательного деления
(и получающихся
от деления частных
) на два. Процесс деления
заканчивается, когда
. С учетом начального
условия последовательность из
получаемых
остатков
от деления, начиная с последнего
, образует биты
кода
,
т.е.:
,
где ;
.
Применение данного приема
получения требует предварительного
преобразования
аналоговой величины
в целое число
, которое показывает количество
квантов (интервалов)
, содержащееся в
, и соответственно номер интервала аппроксимации
, которому принадлежит
.
Указанные выше действия можно отобразить в виде следующей последовательности операций.
1. Получение целого числа как унитарного цифрового эквивалента
:
, (1.22)
где ,
– биты числа
;
.
2. Формирование последовательности бит для двоично-взвешенного значения
на основе полученного
, т.е. собственно преобразование
, которое осуществляется путем
последовательного деления
на 2, начиная с
до получения значения
, равного нулю:
(1.23)
где при
и
при
.
Совокупность действий
(1.22) и (1.23) составляет основу формирования последовательности функций
включения (
;
) с учетом начала цикла
преобразования
с нулевого значения
.
Математическая и
структурная (рис. 1.14) модели преобразователя с
раздельным формированием
и
строятся путем реализации
зависимостей (1.22) и (1.23) на основе применения операций математического
нейрона.
Рис. 1.14.
Нейроподобная структура Пр с раздельным
нахождением
и
чисел
и
,
начиная с младшего бита
(1.24) – (1.27)
Так, получение бит числа
в
виде число-импульсного кода
(1.24)
производится, по аналогии с
выражением (1.17), с помощью нейроузла последовательно
по тактам
в соответствии с
зависимостью:
(1.25)
где ;
– завершающий такт преобразования
. Здесь и далее
;
при
и
=1
при
;
.
Далее последовательность (1.24) поступает на вход цепочки
нейроузлов
–
,
которые совместно выполняют совокупность операций активации при формировании
и прореживания в два раза входного
потока единичных импульсов
(т.е. деления
на 2 с целью получения
согласно (1.23)) за счет разрешения
битами
передачи на выход
нейрона
выбранных
сигналов
(см. рис. 1.14):
, (1.26)
, (1.27)
где –
номера бит
кода
;
;
.
Параметр
указывает на интервалы
(такты) определения бит
. Здесь и далее
.
Рассматриваемая модель
преобразователя в виде совокупности (1.24) – (1.27)
фактически описывает известные структуры Пр
и
, формирующие код
через промежуточное преобразование
временного интервала
или частоты
в число-импульсный код
, реализуемое, в свою очередь, как
система операций математического нейрона (1.29) – (1.30). Следует
отметить, что зависимость (1.31) описывает функционирование формального нейрона
с активационной функцией
с учетом
преобразований бит
на предыдущих тактах (см.
рис. 1.14). Функции такого вида формируются, в частности, рекуррентной
нейронной сетью с обратными связями от выходного слоя, что предопределяет ее
применение для синтеза ИНС-преобразователей с обучаемой конструкцией.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.