Устройство для воспроизведения функций

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ, содержащее преобразо ватели код - частота, первый из которых подключен выходом к первому входу первого элемента И, частотным входом - к шине ввода первой опорной частоты, а кодовым входом - к выходу блока вычитания, соединенного первым входом с шиной ввода кода мае- . штаба, а вторьм входом - с выходом первого реверсивного счетчика и кодовым входом второго преобразователя код - частотаj подключенного частотным входом к шине ввода второй onopHoji частоты, а выходом - к вы читающему входу первого реверсивного счетчика, соединенного суммирующим входом с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к шине ввода аргумента, причем выход третьего преобразователя код - частота подключен к первому входу второго элемента И, а выход четвертого преобразователя код частота соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности функционального кодирования широтно-импульсных сигналов, в него введены пятый преобразователь код частота и элемент ИЛИ, подключенный г выходом к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, первьо и втог рым входами - к выходам второго и пятого преобразователей код-частота соответственно, а третьим входом - к ВЫХОДУ второго элемента И, соединенного вторым входом с шиной ввода аргумента, причем кодовые входы третьего и пятого преобразо|вателей; код - частота по;а1ключены к шине ввода кода 14асштаба, выход второго реверсивного счетчика соединен , с кодовым входом четвертого пр еобра4 ч| зователя код - частота, а частотные входы третьего, пятого и четберТого преобразователей код - частота подключены к шинам ввода третьей, четвертой и пятой опорных частот соот{ветственно .

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

О\Ц!

РЕСПУБЛИК!

ИЮ (11) .

3(Я1 G.06 Р 15/31

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

g„", у ! -!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!™ 1g

Н АВТСРС!!ОМ!! СЗИ!!ЕТЕ!!ЬСТВУ !. (21) 3616310/24-24 (22) 07.07.83 (46) 07.10.84. Бюл. 1! - 37 (72) В.Б.Смолов, Е.П.Урюмов, А.А.Биушкин и И.В.Герасимов (53) 681.325(088.8) (56) 1. Мельников А.А. Испольэова" ние двоичного делителя частоты для выполнения арифметических операций.

Сборник "Автоматика и вычислительная техника". К., 1972, Ф 6, с. 75, рис. 5.

2. Авторское свидетельство СССР

У 993289, кл. С 06 G 7/26, !981.

3. Авторское свидетельство СССР

У 560233, кл. G 06 F 15/34, 1976 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ, содержащее преобразователи код — частота, первый из которых подключен выходом к первому входу первого элемента И, частотным входом - к шине ввода первой опорной частоты, а кодовым входом — к выходу блока вычитания, соедииенйого первым входом с шиной ввода кода мас- . штаба, а вторым входом - с выходом пЕрвого реверсивного счетчика и ко" довым входом второго преобразователя код — частота, подключенного частотным входом к шине ввода второй опорноф частоты, а выходом — к вы .читающему входу первого реверсивного счетчика, соединенного суммйрующим входом с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к шине ввода аргумента, причем выход третьего преобразователя ! код — частота подключен к первому входу второго элемента И, а выход четвертого преобразователя код— частота соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности функционального кодирования широтно-импульсных сигналов, в него введены пятый преобразователь код " частота и элемент ИЛИ, подключенный Я выходом к суммируннцему входу второго реверсивного счетчика, первым и вто-: рым входами — к выходам второго и пятого преобразователей код-частота соответственно, а третьим входом - к выходу второго элемента И, ® соединенного вторым входом с шиной ввода аргумента, причем кодовые входы третьего и пятого преобраэо;вателей, код - частота подключены к шине ввода кода масштаба, выход второго реверсивного счетчика соединен „ с кодовьи входом четвертого преобразователя код - частота, а частотные входы третьего, пятого и четвертого преобразователей код - частота подключены к пинам ввода третьей, четвертой и пятой опорных частот соот ветственно.

1117647

30

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при выполнении операций нелинейного преобразования

ЬИМ-сигнала в код. 5

Известно устройство для воспроизведения функций, содержащее счетчи-, .ки импульсов, два из которых включены как делители частоты (один из них — управляемый ), а два других 10 выполняют интегрирование импульсных последовательностей. Устройство позволяет выполнять логарифмическое кодирование широтно-импульсных сигналов (1 ).

Недостатками устройства являются ограниченный класс воспроизводимых ф нкций низкая помехоустойчивость чу и малый динамический диапазон.

Известно также устройство для воспроизведения функций, содержащее два полиномиальных преобразователя относительной длительности импульсов, управляемые делители напряжения, амплитудные выпрямители, ключи, блок вычитания и управляемый генератор(2 .

Недостатком данного устройства является пониженная инструментальная точность преобразования.

Наиболее близко к изобретению устройство для воспроизведения функций, содержащее преобразователи код — частота, первый из которых подключен выходом к первому входу первого элемента И, частотным входом — к шине ввода первой опорнои частоты, 35 а кодовым входом — к выходу блока вычитания, соединенного первым входом с шиной ввода кода масштаба, а вторым входом — с выходом первого реверсивного счетчика и кодовым 40 входом второго преобразователя код— частота, подключенного частотным входом к шине ввода второй опорной частоты, а выходом — к вычитающему входу первого реверсивного счетчика, 45 соединенного суммирующим входом с выходом первого .элемента И, второй вход которого подключен к шине ввода аргумента, причем выход третьего преобразователя код — частота под- 50 ключен к первому входу второго элемента И, а выход четвертого преобразователя код — частота соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, выход которого яв- 55 ляется выходом устройства и подключен к первому входу второго блока вычитания, соединенного вторым вхо дом с выходом третьего реверсивного счетчика и кодовым входом четвертого преобразователя код-частота, а выходом — с кодовым входом третьего преобразователя код — частота, подключенного частотным входом к шине ввода первой опорной частоты, причем второй элемент И соединен вторым входом через элемент НЕ с шиной ввода аргумента, а выходом — с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, подключенного вычитающим входом к выходу четвертого преобразователя код — частота, соединенного частотным входом с шиной ввода второй опорной частоты, а выход второго преобразователя код — частота подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика (3 1.

Недостаток известного устройства — пониженная точность функционального, в частности логарифмического, кодирования широтно-импульсных сигналов, обусловленная использованием в качестве аппроксимирующего выражения отношения двух простых дробей, позволяющего достаточно эффективно аппроксимировать только тангенсную зависимость.

Целью изобретения является повышение точности функционального, в частности логарифмического, кодирования широтно-импульсных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения функций, содержащее преобразователи код " частота, первый иэ которых подключен выходом к первому входу первого элемента И, частотным входом — к шине ввода первой опорной частоты, а кодовым входом— к выходу блока вычитания, соединенного первым входом с шиной ввода кода масштаба, а вторым входом — с выходом первого реверсивного счетчика и кодовым входом второго преобразователя код †.частота, подключенного частотным входом к шине ввода второй опорной частоты, а выходом— к вычитающему входу первого реверсивного счетчика, соединенного суммирующим входом с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к шине ввода аргумента, причем выход третьего преобразователя код — частота подключен к первому входу второго элемента И, а выход четвертого преобразователя кодчастота соединен с вычитающим вхо1117647 4 вы- ные значения которых пропорциональны й- соответствующим управляющим кодам.

Первый же импульс, появившийся на . выходе элемента И 7, записывается в счетчик 9. Преобразователь 2 начинает вырабатывать импульсную последовательность, так как управляющий им код с выхода счетчика 9 отличен от нуля. Импульсная последовательность

И,lp с выхода преобразователя 2 поступает на вычитающий вход счетчика 9.и на первый вход элемента ИЛИ 11. Одновременно код с выхода счетчика 9 поступает на вычитающий вход блока 6 вычитания. При этом управляющий код на преобразователе 1, равный разности между кодом масштаба и выходным кодом счетчика 9, уменьшается, что приводит к уменьшению количества импульсов, поступающих на суммирующий вход счетчика 9 через элемент И 7 во время действия широтно-импульсного сигнала аргумента. Аналогично работает и реверсивный счетчик 10„ в сети обратной связи которого включен преобразователь 4 код — частота.

На суммирующий вход счетчика 10 поступает суммарная импульсная последовательность с выхода элемента

ИЛИ 11. дом второго реверсивного счетчика, ход которого является выходом устро ства, введены пятый преобразователь код — частота и элемент ИЛИ, подклю ченный выходом к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, первым и вторым входами — к выходам вт рого и пятого преобразователей код частота соответственно, а третьим входом — к выходу второго элемента соединенного вторым входом с шиной ввода аргумента, причем кодовые вхо ды третьего и пятого преобразовате" лей код — частота подключены к шине ввода кода масштаба, выход второго реверсивного счетчика соединен с ко довым входом четвертого преобразова теля код — частота, а частотные вхо ды третьего, пятого и четвертого преобразователей код — частота подключены к шинам ввода третьей, четвертой и пятой опорных частот соответственно.

На чертеже изображена блок-схема устройства для воспроизведения функций.

Устройство содержит с первого по пятый преобразователи 1-5 код — час тота, блок 6 вычитания, первый и второй элементы И 7 и 8, первый и второй реверсивные счетчики 9 и 10, элемент ИЛИ 11, шину 12 ввода аргумента, шины. 13-17 ввода с первой по пятую опорных частот и шину 18 ввода кода масштаба. Преобразователи код — частота, используемые в уст35 ройстве, выполнены в виде двоичных умножителей частоты с динамическим частотным выходом.

Устройство работает следующим об40 разом.

Пусть в исходный момент времени счетчики 9 и 10 обнулены. На шину 18 подается код масштаба, на шину 12— широтно-импульсный сигнал с относительной длительностью 9, а на шины

13-17 — соответственно импульсные последовательности опорных частот

f „ - f, при этом, с целью исключения наложения импульсных сигналов, данные опорные последовательности должны быть сдвинуты по фазе одна относительно другой на время, равное или превышающее время срабатывания реверсивных счетчиков. Преобразователи 1-5 код — частота осуществляют 55 линейное преобразование кода в частоту, т.е. вырабатывают импульсные последовательности с частотами, сходВ основу работы устройства положен итерационный принцип усреднения импульсных потоков с использованием частотно-импульсной следящей системы, В качестве схемы сравнения, вырабатывающей сигнал рассогласования, используется реверсивный счетчик 10, с помощью которого осуществляется суммирование частот, вычитание и ин" тегрирование полученной разности с выдачей результата в виде двоичного кода. Кроме главного контура отрицательной обратной связи, имеется дополнительный контур на основе реверсивного счетчика 9. Условием динамического равновесия устройства является равенство приращений кодов суммирующих и вычитающих цепей в каждом реверсивном счетчике в течение периода следования широтноимпульсных сигналов аргумента, т.е. равенство средних значений частот импульсных последовательностей, поступающих на суммирующие и вычитающие входы счетчиков.

Динамическое равновесие реверсивного счетчика 9 с учетом функционирования узлов 1,2,6 и 7 и поступаюИсходя из условия динамического равновесия частот (1), (2 и (3 ), приходящих на суммирующий вход счетчика 10, и частоты, поступающей на

3 его вычитающий вход, выражение для выходного кода устройства примет вид оз о+ <

Ео Е

Оя (4) ираж 698 Поппнсное, г.Узяород, ул.Проектная, 4

5 !117647 щих на них сигналов с шин 12,13,14 и 16 будет при условии

I в -, „ =, 2 2

Ф где йэ - выходной код счетчика 9; — разрядность преобразователей код - частота, откуда среднее значение частоты с !ц выхода преобразователя 2, поступающей на первый вход элемента ИЛИ !1, определяется как 02 о2 g (q) 1 2 f. 1,„-6

Средние значения частот, поступа ащих на второй и третий входы элемента ИЛИ 1) с выходов преобразователя 5 и элемента И 8 соответственно; 2п равны

"z= ° Р)

Ка4

1= = — ÿâ . (з)

Сумма частот Fq, Г2 и Г с выхода элемента ИЛИ ll поступает на суммирующий вход счетчика 10, на вычитающий, вход которого подается уравновешивающая частота с выхода преобраэовате- 3р ля 4.

Нелинейное кодирование широтноимпульсных сигналов на основе аппроксимации закона преобразования выражением (4 1 позволяет повысить точность функционального преобразования по сравнению с известным устройством за счет уменьшения методической ошибки аппроксимации. В частности, рассмотренное устройство при соответствующих зйачениях коэффициентов аппроксимации, задаваемых отношением опорных частот на шинах 13-17, позволяет выполнять логарифмическое преобразование в диапазоне изменения аргумента (1,000001 1,7!828 ) при максимальной величийе приведенной погрешности аппроксимации, не превышающей 0,0227.