Масштабирующий преобразователь

 

МАСШТАБИРУКЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий генератор, выход которрго соединен с входом делителя частоты, управляемый делитель частоты, регистр и выходной счетчик отличающийся тем, что. с целью повышения точности прёобра зования и автоматизации процесса обработки данных, в него введены блок элементов совпадений, блок мультиплексоров, дешифратор, сдвиг говый регистр, коммутирукмцйй блок, блок запом4€нающих регистров, сумма-, тор, два регистра перезаписи, инвертор , два кодовых преобразователя и логический блок определения знака, при этом входы масштабирующего преобразователя соединены с информационными входами блока элементов совпадения , выходы которого соединены с информационными входами блока ;мультиплексоров, а тактовый вход соединен с выходом генератора, первый выход блока мультиплексоров соединен с входом синхронизации регистра- , второй выход блока мультиплексвров соединен с входом инвертора и входом синхронизации первого регистра перезаписи, выход инвертора соединен с входом синхронизации второго регистра перезаписи, выход делителя частоты соединен с входом синхронизации сдвигового регистраi выходы которого через коммутирующий блок соединены с управлякхцими входами блока мультиплексоров, логического блока определения знака, дешифратор ра, регистра, выходного счетчика и блока запоминакнцих регистров, первый последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с дополнительным ИНфОрМсЩИОННЕЛЫ ВХО- дом блока мультиплексоров, второй последовательный выход блока запсялянающих регистров соединен с входом i синхронизации управляе юго делителя частоты, информационные входы которого сс5единены поразрядно с парал лельньоли выходсши блока запоминающих регистров, выход переполнения управляемого делителя частоты соединен с первым входом -блока запоминаю щих регистров, выходы дешифратора . поразрядно соединены с информационными входами регистра, вькоды котоfporo соединены поразрядно -с входами О первого слагаемого с «матора, выхо00 00 :дц сумматора соединены, поразрядно с инфоршационншш. входами регистра перезаписи, выходы которого поразэо эо рядно соединены с информационными входами второго регистра перезаписи, выходы второго регистра перезаписи ; соединены поразрядно с входами пер-вого кодового преобразователя и входами второго слагаемого сумматоipa , знаковые входы масштабирующего :преобразователя -соединены с входами логического блока определения знака, выход которого соединен со знаковь1м :входом выходного счетчика, выход :первого кодового преобразователя соiединен с вторым входом блока запоминающих регистров и с синхронизирую щим входом выходного счетчика, ВЫХО-,

(1% (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИК

p(59 (01 R 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОММ СОИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3375162/18-21 (22) 04.01 ° 82 (46) 30.08.83. Бюл. У 32

,(72) В.С.Альтшулер, А ° А.Васюхно, В.Н.Волнянскийу A.:Â.Îðëoâ, К.и.по пов и В.M.Ôèëàòoâ (53) 621.318(088.8) (56) 1. Карпов P.Ã, Карпов Н.P.

Преобразование и математическая обработка широтно-импульсных сигналов. М., Машиностроение™, 1977, с..86.

2. Ермолов P.С., Колесник В.К., Ивашев P.A° ., Морозов Г.Ф. Электро. измерительные устройства для диагностики машин .и механизмов. Л., "Энергия",, 1979, с. 69(прототип).. (54)(57) МАСШТАБИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗО: ВАТЕЛЬ, содержащий генератор, выход которого соединен с входом делителя частоты, управляемый делитель частоты, регистр и выходной счетчик.

Р. отличающийся тем, что, с целью повышения точностн преобра- зования и автоматизации процесса .обработки данных, в него введены блок элементов совпадений, блок мультиплексоров, дешифратор, сдви.-. говый регистр, коммутирующий блок, блок запомйнающих регистров, сумма-. тор, два регистра перезаписи, инвертор, два кодовых преобразователя и логический блок определения знака, при этом входы масштабирующего преобразователя соединены с информационными входами блока элементов сов« падения, выходы которого соединены с информационными входами блока мультиплексоров, а тактовый вход соединен с выходом генератора, первый выход блока мультиплексоров соединен с входом синхронизации регист. ра-, второй выход блока мультиплексо ров соединен с входом инвертора и входом синхронизации первого регистра перезаписи, выход инвертора соединен с входом синхронизации второго регистра перезаписи, выход делителя частоты соединен с входом синхронизации сдвигового регистра, выходы которого через коммутирующий блок соединены с управляющими входами блока мультиплексоров, логического блока определения знака, дешифрато ра, регистра, выходного счетчика и блока запоминающих регистров, первый последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с дополнительным информационныя вхо- дом блока мультиплексоров, второй последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с входом, Pg синхронизации управляемого делителя частоты, информационные входы которого соединены поразрядно с парал:,лельными выходами блока запоминаю щих регистров, выход переполнения управляемого делителя частоты соеди- Я нен с первым входом .блока запоминаю»;. щих регистров, выходы дешифратора поразрядно соединены с информационными входами регистра, выходы кото рого соединены поразрядно с входами

:первого слагаемого сумматора, выходы сумматора соединены. поразрядно с информационными. входами регистра перезаписи, выходы которого поразрядно соединены с информационныки входами второго регистра перезаписи, выходы второго регистра перезаписи соединены поразрядно с входами первого кодового преобразователя и входами второго слагаемого сумаатора, знаковые входы масштабирующего преобразователя -соединены с входами логического блока определения .знака, .выход которого соединен со знаковым входом выходного счетчика, выход первого кодового преобразователя соединен с вторым входом блока запоминающих регистров и с синхронизирую щим входом выходного счетчика, выхо;

1038880 тьим входом блока запоминающих Ре.гистров и последовательным выходом устройства, вход запуска устройства соединен с управляющим входом сдвигового регистра. ды которого соединены поразрядно с входами кодового преобразователя и соединены с параллельными выходами устройства, а выход второго кодового преобразователя соединен с тре1 . 2

Изобретение относится к электро- водит к болвшой избыточности аппаизмерительной технике и автоматике, ратурных средств, к снижению надежв частности к устройствам для диаг- ности измерительных. Устройств ностики машин и механизмов, к устрой- Цель изобретения — повышение точствам автоматического контроля и 5 H<ñTH преобразования и автоматизации регулирования, и предназначено для процесса обработки данных. преобразования в код и .математичес- Укаэанная цель достигается тем,. кой обработки широтно-импульсных что в масштабирующий преобраэоватедь, сигналов. содержащий генератор, выход которого

Известно множительное устройство я соединен с входом делителя частоты, .для широтно-импульсных сигналов, управляемый делитель частоты, ресодержащее формирующее .устройство, гистр и выходный счетчик, введены блок ждущий -мультивибратор, генератор элементов совпадений, блок мультигиперболического напряжения, эапо- плексоров, дешифратор, сдвиговый минающее устройство, компаратор, 5 Регистр> коммутирующий блок, блок интегрирующий усилитель, ключи и запоминающих регистров, сумматор, выходной триггер Щ. два регистра перезаписи, инвертор,. данное устройство отличается не- . Два кодовых преобраэоватеаЯ и логивысокой точностью, что связано с . ческий блок определениЯ Знака, при температурными и временными д йфа,этом вхоДы масштабируюЩего преобрами аналоговых элементов. Недостат- зователя соединены с информационныком множительного устройства являют ми входами блока элементов совпадеся также ограниченность функциональ- ниЯ, выходы которого соединены с ных воэможностей, сложность выполне- информационн ачи входами блока мультиния генератора гиперболического на плексоров, à тактовый вход соединен пряжения. с выходом генератора, первый выход

Известен масштабирующий преобра блока мУльтиплексоРов соеДинен с ватель, содержащий схему запуска . входом синхронизации регистра, втовентили, выЧитающий счетчик, элем нт Рой выхоД блока мультиплексоров соефиксации нуля, генератор выход кото динен с входом инвертора и вх Шом рого соединен с входом делителя ЗО синхронизации первого регистра пере частоты, управляемый делитель часто записи, выхоД инвертора соединен с ты, переключатель, регистр и выход- входом синхронизаЦии втоРого Регистной счетчик $2(. ра перезаписи, выход делителя соедимасштабирующий преобразователь яв- нен с входом синхрониэаЦии сдвиговоляется цифровым устройством, однако 35 го регистра, выходы которого через благодаря применению управляемых коммутируюЩий блок соеДинены с УпРавделителей частоты для умножения об- ляющими входами блока мультиплексоладает низким быстродействием, зази- Ров логического определения знака, сящим к тому же от масштабных козф- дешифратора, регистра, выходного фициентов. При обработке большого 4п счетчика и блока запоминающих регистмассива данных от нескольких первич- ров, первый .последовательный выход. ных датчиков даже при использовании %лоха запоминающих регистров соеди-.

Ряда масштабирующих преобразователей нен.. с .дополнительным информационтребуется дополнительная обработка ным.".входом блока м9льтиплексоров, информации, проводимая вручную. Воз- 45 втоРой последовательный выход блока можность представления функций в запоминающих регистров соединен с вхомасштабирующем преобразователе огра- дом синхронизации управляемого делитеничена полиномом первой степени, что ля частоты, информационные входы котоприводит я возникновению эначитель- Рого соединены поразрядно с паралной погрешности при обработке инфор- О лельными выходами блока запоминающих, мации. Ррименение ряда масштабирую- : Регистров, выход переполнения управщих преобразователей в многоканаль- ляемого делителя частоты соединен ных измерительных устройствах при- с пеРвым входом блока запоминающих

1038880 регистров, выходы дешифратора пораэрядно соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены поразрядно с входами первого слагаемого сумматора, выходы сумматора соединены поразрядно с

В информационными входами первого регистра перезаписи, выходы которого поразрядно соединены с информационными входами второго регистра пере.записи, выходы второго регистра перезаписи соединены поразрядно с входами nepsoro кодового преобразо-. вателя и входами второго слагаемого сумматора, знаковые-входы масштабирующего преобразователя соединены с 15 входами логического блока определе ния знака, выход которого соединен со знаковым входом выходного счетчика, выход первого кодового преобразователя соединен со вторым вхо-о 2О дом блока запоминающих регистров и с синхронизирующим входом выходного счетчика, выходы которого соединены поразрядно с входами второго кодового преобразователя и соединены с. параллельными входами устройства, а выход второго кодового преобразователя соединен с третьим входом блока запоминающих регистров и последовательным выходом устройства. Вход запуска устройства соединен с управляющим входом сдвигового регистра.

На чертеже изображена функциональная схема масштабирующвго прес обраэователя.

МасштабиРУющий:, . преобразователь содержит блок l элементов совпадений, .генератор 2, делитель 3 частоты, блок 4 мультиплексоров, регистр 5, первый регистр 6 перезаписи, второй регистр 7 перезаписи, сумматор 8, 40 инвертор 9, дешифратор 10, выходной счетчик ll, выполненный реверсивным, первый и второй кодовые преобразователи 12 и 13, преобразующие параллельный код в число-импульсный, 45 блок 14 запоминающих регистров, . управляемый делитель 15 частоты, сдвиговый регистр 16, логический блок 17 определения знака, коммутирующий блок 18, 50

Масштабирующий преобразователь работает следующим образом.

Импульс запуска падается автома- тически или вручную после включения 55 питания на вход сдвигового регистра

l6 при этом в его первый разряд записывается логическая единица, а в остальные разряды — нули. Выходные сигналы сдвигового регистра 16 6О объединенные в группы блоком 18 согласно алгоритму работы масштабирующего преобразователя, осуществляют управление работой основных узлов устройства. 65

Информация от первичных датчиков поступает на входы масштабирующего преобразователя в виде широтно-.импульсных сигналов. В блоке 1 происходит заполнение временного интервала входных сигналов частотой генератора 2, так что на выходе блока 1 входные величины представлены в число-импульсном виде;

Выходная частбта генератора 2 поступает также на делитель 3 частоты, коэффициент деления которого определяется разрядностью масштабирующего преобразователя. Блок 4 подключает одну из входных величин или промежуточный результат; хранящийся в блоке 14, представленные в число-импульсном виде либо на вход синхронизации регистра 5, либо на счетный вход регистров б.и 7 перезаписи (в. зависимости от управляющего воздействия на входе блока 4) . Информация в регистр 5 может записываться также и параллельным кодом, в этом случае она поступает из дешифратора 10 и представляет собой постоянные масштабные коэффициенты, двоичный эквивалент которых возникает на выходах дешифратора в моменты времени, определяемые алгоритмом рабоуы масштабирующего преобразователя, который в свою очередь задается коммутирующим блоком 18.

Умножение двух величин в масштабирующем преобразователе осуществляется многократным (по.числу импульсов, поступающих на счетные входы регистров б и 7 перезаписи) суммированием числа, записанного в регистре

5 самого с собой. Регистры- 6 и 7 перезаписи обнуляются после проведе ния каждой операции умножения управляющими сигналами с выхода коммути рующего блока 18 (не показано). Произведение, хранящееся в регистре 7, перезаписи поступает в зависимости от управляющих сигналов коммутирующего блока 18 на вход синхронизации выходного счетчика ll, где алгебраически суммируется с другими слагаемыми, либо записывается в один из регистров блока 14 для проведения над ним дальнейших операций в соответствии с алгоритмом работы масшабирующего преобразователя. Блок 14 имеет два последовательных выхода (т.е. -выхода в число-импульсном коде) и один выход параллельного кода, который поступает на информационные входы управляемого делителя 15 частоты. Последний выполнен в виде реверсивного счетчика с обратной связью (выход переполнения соединен со входам разрешения -записи),, Операция деления применяется лищь для вычисления отношения двух входных величин или, например, для вычисления тангенса по уже вычисленным

1038880, Ф

<< о

Я»

° » сии

Составитель И.Дягель

Техред М тепер

Корректор Г. Решетник

Редактор В.Пилипенко

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6224/52

Филиал OHП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная., 4 синусу и косинусу угла. Частное вновь поступает в блок 14.

Знаковая информация поступает на вход логического блока 17, где запоминается и определяется знак очередного слагаемого с помощью логических операций над зйаками.

Таким образом, по . существу.все . математические операции в масштабирующем преобразователе выполняются над абсолютными значениями входных величин, что позволяет снизить габариты устройства эа счет снижения его разрядности на единицу.

Масштабирующий преобразователь, позволяет, благодаря наличию блока

14 и соединению его первого последовательного выхода со входом блока

4, производить итерационные вычисления, например » вычислять степенные функции, тригонометрические функции входных величин разложением в ряд.

Масштабирующий преобразователь по- .. зволяет вычислять также интегралы входных величин, производные от них по времени (суммируя входные величины sa большие промежутки времени или определяя их приращения эа малые промежутки времени).

Параллельный код с выхода счетчика 11 поступает На, выход масштабирующего преобразователя и одновременно на вход кодового преобразователя

13. Выход последнего является последовательным выходом масштабирующего преобразователя, в то же время он соединен со входом блока

15 14, что Иозволяет заносить в последний промежуточные результаты.

После срабатывания всех разрядов сдвигового регистра 16 весь процесс обработки данных повторяется, так

2р как выход последнего разряда сдвиго. вого регистра 16 соединен с входом первого.