Устройство для цифрового логарифмического преобразования степенных функций времени

 

УСТРОЙСТВО ДТШ ЦИФРОВОГО ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ ВРЕМЕНИ, содержащее I преобразователь приращений функции в импульсный сигнал, синхронизатор, генератор частоты, делитель частоты, счетчик, счётчик с управляемым коэффициентом пересчета, блок индикации, блок памяти и коммутатор, вход устройства соединен с входом преобразователя приращений функции в импульсный сигнал, выход которого подключен к входу синхронизатора, первый вход которого соединен с синхровходом блока памяти и входом сброса счетчика с управляемым коэффициентом пересчета , выход генератора частоты подключен к входу делителя частоты, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, выход счетчика подключен к информационному входу блока памяти, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности логар1Иф йрования, в него введены |сумматор, блок эадержки и RS-триггер, выход генератора частоты соединен с вторым информационным входом коммутатора, выход которого подключен к счетному входу счетчика с управляемым коэффициентом пересчета,, выход которого соединен (Л с информационным входом сумматора и входом сброса RS-триггера, первый выход синхронизатора подключен к входу установка RS-триггера и через блок задержки к входу сброса счетчика, информационный вход которого соединен с выходом делителя частоты, второй . выход синхронизатора подключен к входу сброса сумматора, выход которого о: соединен с входом блока индикации, о -выход блока памяти подклю 1ен к уста4i новочному входу счетчика с управляв О 65 мым коэффициентом пересчета, единич 1ый выход RS-триггера соединен cfi управлякицим входом коммутатора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<19> (Ц

4(у) С 06 F 7/556

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИй И ОТНРЫТИй (21) 3664286/24- 24 (22) 23. 11. 83 (46) 07. 06. 85. Бюл. ¹ 21 (72) П. Н,Чернявский, В.А. Завгородний, M.È. Шлякцу, А. Н. Гуржий, В.Г.Андрианов и P.À.Бурштейн (7i) Государственный научно-исследовательский институт стройматериалов и изделий и Научно-исследовательский институт строительных конструкций

Госстроя СССР (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 1038939, кл, G 06 F 7/556, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР № 892303, кл. G 01 P 3/42, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО

ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ ВРЕМЕНИ, содержащее преобразователь приращений функции в импульсный сигнал, синхронизатор, генератор частоты, делитель частоты, счетчик, счетчик с управляемым коэффициентом пересчета, блок индикации, блок памяти и коммутатор, вход устройства соединен с входом преобразователя приращений функции в импульсный сигнал, выход которого подключен к входу синхронизатора, первый вход которого соединен с синхровходом блока памяти и входом сброса счетчика с управляемым коэффициентом пересчета, выход генератора частоты подключен к входу делителя частоты, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, выход счетчика подключен к информационному входу блока памяти, о т л ичающее с я тем, что, с целью повьппения точности логарифмирования, в него введены сумматор, блок задержки и RS-триггер, выход генератора частоты соединен с вторым информационным входом коммутатора, выход которого подключен к счетному входу счетчика с управляемым коэффициентом ! пересчета,, выход которого соединен с информационным входом сумматора и входом сброса RS -òðèããåðà, первый выход синхронизатора подключен к входу установки Ю-триггера и через блок задержки к входу сброса счетчика, информационный вход которого соединен с выходом делителя частоты, второй . выход синхронизатора подключен к входу сброса сумматора, выход которого соединен с входом блока индикации, .выход блока памяти подключен,к уста" новочному входу счетчика с управляе- мым коэффициентом пересчета, единич- ный выход М$-триггера соединен сРуправляющим входом коммутатора.

1160406

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и регистрации характеристик затухающих процессов, например, в инерционных и других 5 системах, перемещения в которых характеризуются отрицательными ускорениями, Изве сте н логарифмический пре образователь, содержащий генератор им- 1п пульсов, блок управления, целитель частоты, коммутатор, счетчик, два формирователя импульсов, формирова — . тель кода коммутатора, формирователь кода счетчика и счетчик с управляе- д мым коэффициентом пересчета 111 .

Недостатками этого преобразователя являются сравнительно низкая точность вычисления и невозможность визуального отображения результата щ вычисления.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является изме— ритель скорости, содержащий генератор эталонной частоты, датчик, управ-р5 ляемый делитель частоты, делитель частоты, счетчик, блок управления, блок индикации и регистр памяти (2) .

Недостатками известного устройства являются низкая точность вычисления.

Цель изобретения — повышение точности логарифмирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для цифрового 35 логарифмического преобразования степенных функций времени, содержащее преобразователь приращений функции в импульсный сигнал, синхронизатор, генератор частоты, делитель частоты, счетчик, счетчик с управляемым коэффициентом перес= ета, блок индикации, блок памяти и коммутатор, вход устройства соединен с входом преобразователя приращений функции в импульс- 5 ный сигнал, выход которого подключен к входу синхронизатора, первый выход которого соединен с синхровхоцом блока памяти и входом сброса счетчика с управляемым коэффициентом пересчета, выход генератора час готы подключен к входу делителя частоты, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, выход счетчика подключен к информационному входу блока памяти, введены сумматор, блок запер: ;л и и 5)-zvrsr гер, выход генератора частоты соедигген с вторым информационным входом коммутатора, выход которого подключен к счетному входу счетчика с управляемым коэффициентом пересчета, выход которого соединен с информационным входом сумматора и входом сброса RS -триггера, первый выход синхронизатора подключен к входу установки RS-триггера и через блок задержки к входу сброса счетчика, информационный вход которого соединен с выходом делителя частоты, второй выход синхронизатора подключен к входу сброса сумматора, выход которого соединен с входом блока индикации, выход блока памяти подключен к установочному входу счетчика с управляемым коэффициентом пе— ресчета, единичный выход RS — григгера соединен с управляющим входом коммутатора.

Каждый цикл цифрового логарифмического преобразования, т.е. получе— ние одного дифференциала логарифма функции, при достаточно малых приращениях функции характеризуется урав— нением

П д гце h t — времена равных приращений степенной функции времени вида y=ct при О(К<1 и — порядковый номер приращения этой функции.

Получение первого периода каждого аналога дифференциала логарифма функции делением эталонной частоты на цифровой аналог предыдущего дифференциала функции, в течение времени последующего приращения, реализует действие вычитания в числителе левой части уравнения Ci), так как при этом осуществляют деление той же частоты, при которой получен цифровой аналог делителя, и, следовательно, получаемый первый период равен времени предыдущего дифференциала.

Получение остальных периодов каждого аналога дифференциала логарифма функции делением эталонной частоты

t )) t 1 реализует уравнение (1) в целом.

Последовательное суммирование аналогов логарифмического преобразования по количе ству периодов реализует уравнение преобразования, которое имеет виц

1160406 4 с управляемым коэффициентом пересчета., К$ -триггер 11 первым импульсом в текущем цикле с выхода счетчика 8 с управляемым коэффициентом пересчета переведен в состояние, которое уровнем сигнала с выхода RS -триггера 11 переключает коммутатор 4 на подачу на счетный вход счетчика 8 с управляемым коэффициентом пересчета импульсов с частотой f> с выхода генератора 3 частоты, и на последующие импульсы с выхода этого счетчика не реагирует.

С приходом переднего фронта очередного импульса преобразователя 1, которым фиксируются граничные моменты между смежными приращениями, синхронизатор 2 вырабатывает импульс неревода устройства в очередной цикл преобразования. При этом RP -триггер 11 переводится в состояние, которое уровнем сигнала с выхода » -триггера 11 переключает коммутатор 4 на подачу на счетный вход счетчика 8 с управляемым коэффициентом пересчета импульсов с частотой 1"» с выхода делителя 5 частоты, разрешается перезапись блоком 7 памяти состояния счетчика б, чем устанавливается коэффициент пересчета счетчика 8 с управляемым коэффициентом пересчета, равным цифровому аналогу h3 интервала времени предыд лцего приращения функции, устанавливается в нуль счетчик 8 с управляемым коэффициентом пересчета, и сигналом, задержанным блоком 12 задержки, после перезаписи состояния блоком 7 памяти устанавливается в нуль счетчик 6.

С этого момента начинается очередной цикл работы устройства для цифрового логарифмического преобразования за интервал времени » между поступившим импульсом от преобразователя

-и очередным импульсом по отношению к поступившему, т.е. за время очередного приращения преобразуемой функции °

Счетчик 6 начинает считать импуль- сы с частотой t,, подготавливая этим коэффициент пересчета для счетчика 8 с управляЕмым коэффициентом пересчета на интервал времени Atg последую- щего приращения преобразуемой функции. где С вЂ” коэффициент пропорциональ ности; сумма количества периодов всех аналогов дифференциалов логарифма функции к мо менту времени 1; . 1О

А»

Л вЂ” основание логарифмов, в сис- . теме которых нормируют величину С,>.

Из уравнейия (2) преобразования следует, что в координатах (Й, (о9 ) 15 результат преобразования функции у=с Отобразится прямой с угловым

»-К коэффициентом — —, что при развертке этого результата в логарифмическом масштабе времени позволяет фиксиро20 вать и контролировать в4личину К.

На чертеже представлена структурная схема устройства для цифрового логарифмического преобразования

25 степенных функций времени.

Устройство содержит преобразователь 1 приращений функции в импульсный сигнал, синхронизатор 2, reнератор 3 эталонной частоты, коммутатор 4, делитель 5 частоты, счетчик 6, блок 7 ЗО памяти, счетчик 8 с управляемым коэффициентом пересчета, сумматор 9, блок 10 индикации, RS — триггер 11 и блок 12 задержки.

Устройство работает следующим 35 образом.

К моменту прихода очередного импульса от преобразователя 1, который преобразует последовательные равные приращения функции в импульсный 4О сигнал, устройство заканчивает текущий цикл преобразований. При этом импульсы с частотой, генератора 3 частоты через коммутатор 4 поступают на счетный вход счетчика 8 с управляемым коэффициентом пересчета, коэффициент пересчета которого зафиксирован блоком 7 памяти. Сумматор 9 суммирует импульсы с выхода счетчика 8 с управляемым коэффициентом пере-5О счета и преобразует эти импульсы в цифровой аналог суммы, который поступает в блок 10 индикации и индицируется им. Счетчик б считает импульсы с частотой „, поступающие от де- 55 лителя 5 частоты, подготавливая этгм . коэффициент пересчета в следующем цикле преобразования счетчика 8

Так как на счетный вход счетчика 8 с управляемым коэффициентом пересчета поступают импульсы с частотой »

1160406

ВНИКНИ 3aaas 3779/46 Тнраж 710 Подайсное

Фющал йШП Патент ", г. Ужгород, ул.Проектная,4 при коэффициенте пересчета, равном количеству импульсов за время и t предыдущего приращения функции, то первый импульс на выходе счетчика 8 появляется через время т,. Этот импульс через RS-триггер 11 переключает коммутатор 4 на подачу на счетный вход счетчика 8 с управляемым коэффициентом пересчета частоты f с выхода генератора 3 частоты, что обеспечивает получение на выходе счетчи- ° ка 8 с управляемым коэффициентом пересчета аналога величина (Ь1 — Ы )/

/Д1 в форме количества импульсов, t т. е. аналога приращения логарифма функции, суммируемого сумматором 9.

С приходом переднего фронта следующего импульса с выхода преобразователя 1 устройства для цифрового логарифмического преобразования степенных функций времени заканчивает текущий цикл работы за интервал времени Д t,.

При включении устройства синхро-! низатор 2 зануляет сумматор 9 и разрешает суммирование с поступлением переднего фронта второго импульса с выхода преобразователя 1, что обеспечивает получение и установку коэф—

5 фициента пересчета счетчика 8 с управляемым коэффициентом пересчета.

В качестве преобразователя 1 в устройстве для цифрового логарифмического преобразования степенных функций времени могут быть использованы электроконтактные, фотометрические, объемометрические, радиометрические и другие преобразователи равных угло15 вых, линейных, объемных перемещений или доз радиации в импульсный сигнал.

Предложенное устройство при повышенной точности и расширенном диапа—

М зоне преобразования позволяет, например, при К0,5 и отношении f /(=10

2 1 осуществлять логарифмическое преоб,разование в интервале изменения времени равных приращений функций не ме25 нее, чем на 5 порядков.