Гибридный функциональный преобразователь

 

ГИБРИДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ,- содержащий аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к шине аналогового ввода аргумента гибридного функционального преобразователя и к первому сигнальному входу переключателя , соединенного выходом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу первого счетчика и к первому информационному входу блока памяти, а выходом - к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с выходом второго цифроаналогового преобразователя , подключенного цифровым входом к выходу второго счетчика и к второму информационному входу блока памяти, соединенного адресным входом с выходом третьего счетчика и с входом блока индикации, управляющим входом-- с шиной, управления режимом работы гибридного функционального преобразователя и с управляющими входами счетчиков, а выходами - с установочными входами первого и второго счетчиков, причем-счет .ные входы счетчиков подключены к шине ввода счетных i-липульсов, отличающийся тем, что, с целью .расширения области применения за счет преобразования цифрового аргумента, в него дополнительно введены коммутатор, регистр и третий i цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с вторым .сигналь (Л ным входом переключателя, цифровым входом старших разрядов - с выходом третьего счетчика, а цифровым . . входом младших разрядов - с выходом регистра, подключенного информационным входом к младшим разрядам шины цифрового ввода аргумента, а управляющим входом - у шине выбора типа аргумента, управляющему входу переключателя и к управляющему входу коммутатора, соединенного перч вым информационным входом со старз: ) шими разрядами шины цифрового ввода аргумента, вторым информационX ) ным входом - с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходом с установочным входом третьего счет00 чика .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3517184/18-24 (22) 01.12. 82 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) И.В. Зозуля и Г.А.Калинин (71) Харьковский ордена Трудового Красного Знамени институт ра-. диоэлектроники им. акад. И.К. Янгеля (53) 681..335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 610137, кл. G 06 G 7/26, Cj 06,) 1/ОО, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 728137, кл. Q 06 Cj 7/26, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

)) 834726, кл. 4 06 S 3/00, G 06 G 7/26,. 1979 (прототип).. (54) (57) ГИБРИДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЬЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к шине аналогового ввода аргумента гибридного функционального преобразователя и к первому сигнальному входу переключателя, соединенного выходом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу первого счетчика и к первому информационному входу блока памяти, а выходом — к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с выходом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу второго счетчика и к второму информационному входу

3(51) G 06 G 7/26; G 06 ) 3/00 блока памяти, соединенного адресным входом с выходом третьего счетчика и с входом блока индикации, управля. нщим входом. — с шиной. управления режимом работы гибридного функционального преобразователя и с управлякщими входами счетчиков, а выходами — с установочными входами первого и второго счетчиков, причем счетные входы счетчиков подключены к шине ввода счетных ычпульсов, о т л и ч а ю Ш и и с я тем, что, с целью .расширения области применения эа счет преобразования цифрового аргумента, в него дополнительно введены коммутатор, регистр и третий цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с вторым .сигнальным входом переключателя, цифровым входом старших разрядов — с выходом третьего счетчика, а цифровым входом младших разрядов — с выходом регистра, подключенного информационным входом к младшим разрядам шины цифрового ввода аргумента, а управлякщим входом — к шине выбора типа аргумента, управлякщему входу переключателя и к управлянщему вхо ду коммутатора, соединенного первым информационным входом со старшими разрядами шины цифрового ввода аргумента, вторым информационным входом — с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходом— с установочным входом третьего счетчика.

107691В

Наиболее близким к предлагаемому является гибридный функциональный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к шине аналогового ввода аргумента и к первому сигнальному входу переключателя, соединенного выходом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу первого счетчика и к первому информационному входу блока памяти, а выходом— к первому вхОду выходного сумматора, 40 соединенного вторым входом с выходом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу второго счетчика и к второму информационному входу блока

Р памяти, соединенного адресным входом с выходом третьего счетчика и с входом блока индикации, управляющим входом — с шиной управления режимом работы гибридного функционального преобразователя и с управляющими входами счетчиков, а выходами — с установочными входами первого и второго счетчиков, причем счетные входы счетчиков подключены к шине ввода счетных импульсов, а третий счетчик соединен установочным входом через группу элементов

И с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходом знакового разряда — с первым входом сумматора 60 по модулю два, подключенного вторым входом к выходу знакового разряда первого счетчика, а выходом— к управлянщему входу переключателя, подключенного вторым сигнальным 65

Изобретение относится к. автоматике и гибридной вычислительной технике, в частности к устройствам, аппроксимирующим функции с одним аргументом, параметры аппроксимации которых хранятся в цифровой форме.

Известен гибридный функциональный преобразователь, содержащий блок управления, цифроаналоговый преобразователь, блок задания кодов, распределитель, сумматоры, запоминаю. щие элементы, дискретный делитель напряжения, генераторы сигналов, блок выделения временного интервала и выходной масштабный преобразователь P) .

Иэвеетен также гибридный функциональный преобразователь, содержащий блок памяти, аналого-цифровой пре= обраэователь, управляемый инвертор, сумматор по модулю два, цифроанало- 20 говые преобразователи и регистры памяти (2) .

Недостатком данных преобразователей является ограниченность области их применения. входом через инвертор к шине аналогового ввода аргумента (3) .

Недостатком известного устройства является также ограниченна область применения, так как он выполняет функциональное преобразование сигнала аргумента, представленного только в аналоговой форме.

Цель изобретения — расширение области применения эа счет преобразования цифрового аргумента.

Поставленная цель достигается тем, что в гибридный преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к шине аналогового ввода аргумента гибридного функционального преобразователя и к первому сигнальному входу переключателя, соединенного выходом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу первого счетчика и к первому информационному входу блока памяти, а выходом к первому входу выходного сумматора, соединенного вторым входом с выходом второго цифроаналогового преобразователя, подключенного цифровым входом к выходу второго счетчика и к второму информационному входу блока памяти, соединенного адресным входом с выходом третьего счетчика и с входом блока индикации, управляющим входом -. с шиной управления режимом работы гибридного функционального преобразователя и с управлякшими входами счетчиков, а выходами — с установочными входами первого и второго счетчиков, причем счетные входы счетчиков подключены к шине ввода счетных импульсов, дополнительно введены коммутатор, регистр и третий цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с вторым сигнальным входом переключателя, цифровым входом старших разрядов — с выходом третьего счетчика, а цифровым входом младших разрядов — с выходом регистра, подключенного информационным входом к младшим разрядам шины цифрового ввода аргумента, а управляющим входом - к шине выбора типа аргумента, управляющему входу переключателя и к управлякщему входу коммутатора, соединенного первым информационным входом со старшими разрядами шины цифрового ввода аргумента, вторым информационным входом — с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходом — с установочным входом третьего счетчика.

На фиг. 1 представлена блок-схема гибридного функционального преобразователя; на фиг.2 — график воспроизводимой функции для режима его настройки.

1076918

Гибридный Функциональный преобразователь (фиг.1) содержит аналогоцифровой преобразователь 1, подключенный входом к шине 2 аналогового ввода аргумента и к первому сигнальному входу переключателя 3, соединенного выходом с аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя 4. Преобразователь 4 подключен цифровым входом к выходу первого счетЧика 5 и к первому информационному входу блока 6 памяти, а выходомк первому входу выходного сумматора 7, соединеннoro вторым входом с выходом второго цифроаналогового преобразователя 8. Преобразователь 15

8 подключен цифровым входом к выходу второго счетчика 9 и к второму информационному входу блока 6 памя- ти, соединенного адресным входом с выходом .третьего счетчика 10, и Я с входом блока 11 индикации, управлякщим входом — с шиной 12 управления режимом работы функциональ ного преобразователя и с управляющими входами счетчиков 5, 9 и 10,а 75 выходами — с установочными входами первого и второго счетчиков 5 и 9.

Счетные входы счетчиков 5,9 и 10 подключены к шине 13 ввода счетных импульсов. Третий цифроаналоговый преобразователь 14 соединен выходом с вторым сигнальным входом переключателя 3, цифровым входом старших разрядов — с выходом счет— чика 10, цифровым входом младших разрядов — c выходом регистра 15.

Регистр 15 подключен информационным входом к младшим разрядам шины .16 цифрового ввода аргумента, а управлякщим входом — к шине 17 выбора типа, аргумента и к управляющему входу переключателя 3 и коммутатора 18. Коммутатор 18 соединен первым информационным входом со старшими разрядами шины 16, вторым информационным входом — с выходом 45 аналого-цифрового преобразователя 1, а выходом — с установочным входом счетчика 10. Аналоговые входы каждого иэ преобразователей 8 и 14 подключены к шинам разнополярных опор- 50 ных напряжений < U<> . Коммутатор 18 может быть выполнен, например, на группах элементов И 19 и 20 и ИЛИ

21 и инверторе 22.

Гибридный функциональный преобра- 55 зователь имеет два основных режима работы: настройки (программирования) и рабочий. Рабочий режим в зависимости от функционального назначения устройства выполняется в операционных режимах ввода аналогового и цифрового аргументов восгф оизводимых функций.

В режиме настройки на шине 12 .Управления режимом работы действу- 65 ет "0", Он переводит блок 6 памяти в режим записи кодов, настраивает счетчики 5, 9 и 10 на режим счета импульсов. При этом счетчик 10 не реагирует на информацию, поступающую на его установочные входы с выхода коммутатора 18.

Режим настройки иллюстрируется графиком на Фиг. 2.

Пусть 3 (x) — подлежащая моделированию исходная функциональная зависимость, определенная на отрезке jO,Х„„„ Разбиваем его на 2) равных частей, где (— разрядность аналого-цифрового преобразователя 1.

Производим аппроксимацию исходной функции отрезками прямых.

Уравнение аппроксимирующей прямой на ) -м интервале аппроксимации при 1 = 1,2,...,2) записывается в форме аффинного уравнения

i (x)=a Ь „, х ха х +, Целью настройки является формирова ние цифровых з начений параметрова и Ь! аппроксимирующей прямой для каждого интервала аппроксимации аргумента.

Перед режимом настройки выполняется стирание информации в блоке 6 памяти и обнуление всех счетчиков.

Обнуление счетчика 10 равносильно записи в него кода, соответствующего первому интервалу аппроксимации.

Выполнение настройки осуществляется последовательно для каждого интервала аппроксимации. Так, на

-й интервал по шине 13 ввода счетных импульсов поступают счетные импульсы на счетный вход счет чика

9 до накопления в нем такого кода, при котором в соответствии с Изменением напряжения на выходе цифро- аналогового преобразователя 8 и на выходе выходного сумматора 7 от нулевого до напряжения О „, будет соответствовать коэффициенту а

Затем подача счетных импульсов на счетный вход счетчика 9 прекращается и начинается подача счетных импульсов на счетный вхЬд счетчика

10, в котором Формируется (накапливается) код, соответствукщий узловому значениюХ < -го аргумента, после чего очередной подачей счетных импульсов на счетный вход счетчика 5 добиваются соответствия значения аппроксимируемой функции (при соответствукщем изменении напря жений на выходах цифро-аналогового преобразователя 4 и выходного сумматора 7) значению аппроксимирующей функции в узле к) » . В счетчиках

5 и 9 оказываются сформированными коды параметров апп рок симации, соответствующие требуемым коэффициентам б и а1 для интервала ) = 1.

Эти коды переписываются по соответ1076918 ствукщему адресному входу от счетчика 10 в блок 6 памяти.

Дл я других ин тер валов а пп рок симации процедура настройки аналогична и повторяется .. При формировании в счетчиках 5, 9 и 10 требуемых значений кодов эти счетчики могут работать как в режиме суммирования, так и вычитания импульсов, режимы при этом задаются подачей управ якщих сигналов по цепям управления реверсом (не показаны). Процедура настройки на отдельных интервалах аппроксимации может изменяться в зависимости от формы задания параметров и самого значения 15

Функции: В режиме настройки номер интервала аппроксимации дешифрируется и выводится для визуального контроля оператором на блок 11 индикации. 20.

Перед началом рабочего режима определяют вид истбчника (например, датчиков) информации и характер представления и нем аргумента воспроизводимой Функции. Причем 25 н случае подключения к шинам 2 и 16 аналогового и цифрового ввода аргументов многоканального аналогового или дискретного коммутаторов, гибридный функциональный преобразователь способен принимать и обрабатывать информацию от нескольких источников.

Рассмотрим рабочие операционные режимы ввода аналогового и дискретного аргументов.

Аргумент воспроизводимой гибридным функциональным преобразователем

Функции представлен в аналоговой форме.

Операционный режим ввода аналогового аргумента характеризуется наличием нулевого логического сигнала на шине 17. На шину 12 управления режимом работы подается "1, переводящая блок 6 памяти из режима за- 45 писи в режим считывания кодов и запрещающая подачу счетных импульсов с шины 13 ввода счетных импульсов . на счетчики 5,, 9 и 10, переводя их в режим трансляции параллельных 50 кодов (настраиная счетчики н регист-, ровую структуру). При этом счетчик

10 получает воэможность реагиговать на информацию, поступакщую на его установочные входы с выхода комму- 55 татора 18.

Входное аналоговое напряжение 0 „c шины 2. подается на аналогоцифровой преобразователь 1, в котором преобразуется в код номера ин- 60 тервала аппроксимации и поступает на первый информационный вход коммутатора 18 ° Прохождение кода через группу элементов И 20 разрешает проинвертированный с "0 в 1 инвер-65 тором 22 сигнал с шины 17. Группа элементов ИЛИ 21 разрешает прохождение цифрового кода, который по установочным входам записывается в счетчик 10, являкщийся адресным по отношению к блоку памяти 6.

Выходы разрядов этого счетчика ноэдействуют на адресные входы блока

6 памяти, иэ которого осуществляется выборка кодов коэффициентов аппроксимации для соответствующих интервалов таким образом, что и код начальной ординаты вместе со знаком и код углового коэффициента со своим знаком записываются соответственно в счетчики 9 и 5 через их установочные входы. Эти коды управляют работой цифроаналоговых преобразователей 8 и 4, напряжения с выходов которых суммируются на выходном сумматоре 7. Его выходное напряжение равно где Я(йц) — коэффициент передачи преобразователя 8, линейно зависящий от значения кода Й д в счетчике 9;

P(Ng- коэффициент передачи преобразователя 4, линейно зависящий от значения кода Ng в счетчике 5.

Знаки суммируемых напряжений определяются знаками кодов, управляющих первым и вторым цифроаналоговыми преобразователями. При этом на аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 4 в результате соответcтвующей- коммутации переключателя 3 подается с шины 2 знакопеременное (в общем случае) напряжение аргумента.

Формиронание других интервалов аппроксимации происходит аналогично.

В связи с тем, что выход цифроаналогового преобразователя 14 отключен от аналогового входа цифроаналогового преобразователя 4, его выходное напряжение в этом операционном режиме не оказывает влияния на. процесс преобразования.

Аргумент воспроиэнодимой функции представлен в цифровой форме.

Операционный режим ввода цифрового аргумента характеризуется наличием

"1" на шине 17. При этом предполагается, что на шину 12 управления режимом работы также подана 1 обуславливакщая рабочий режим.

Цифровой код H)(аргумента воспроизводимой функциональной зависимости с шины 16 поступает на коммутатор

18 и регистр 15, на управлякщие входы которых подана с шины 17 ",,1", Младшие разряды кода Фиксируются в регистре 15 и управляют работой, 1076918 иг, цифроаналогового преобразователя 14.

Старшие разряды кода через группу элементов И 19 и группу элементов

ЧЛИ 21 поступают иа установочные входы счетчика 10. Выходы разрядов этого счетчика воздействуют на адрес- 5 ные входы блока 6 памяти и одновременно с кодом регистра 15, поступаюцим на циФровые, входы младших разрядов, подаются на. цйфровые входы старших разрядов цифроаналогового преобразователя 15. Тем самым соблкдается строгое выполнение афинного уравнения воспроизводимой функции.

Переключатель 3 по сигналу "1" с 15 шины 17 подключает выход цифроаналогового преобразователя 14 к аналоговому входу цифроаналогового преобразователя 4. Иэ блока 6 памяти осуществляется выборка кодов 1О коэффициентов аппроксимации для соответствую их интервалов таким образом, что и код начальной ордина-! ты вместе со знаком и код углового коэффициента со своим знаком запн сываются соответственно в счетчики

9 и 5 по их установочным входам.

Эти коды управляют работой цифроаналоговых преобразователей 8 и 4, напряжения с выходов которых суммируются на выходном сумматоре 7, выход которого является выходом устройства. Знаки суммируемых напряжений определяются знаками кодов, управляющих цифроаналоговыми преобразователями 4 н B.

Таким образом, предлагаемый пре1 бразователь позволяет вводить и брабатывать информацию не только аналоговой, но и дискретной формы представления, что расширяет область возможного применения его в гибридных вычислительных системах и комплексах в качестве обычного гибридного функционального преобразователя в аналоговом процессоре, настраиваемого на требуемую функцию и устройства сопряжения между цифровыми и аналоговыми процессорами с управлением от цифрового процессора .

ВНИИПИ Заказ 750/46

Тираж 699 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4