Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Целью изобретения является повьшение быстродействия и расширение области применения за счет определения знака логарифма. Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов содержит блок 1 синхронизации, линейные преобразователи 2 и 3 напряжения во время-импульсный сигнал, элементы И 4, 5, 14 и 15, счетчики 6, 7 и 11, блоки 8 и 9 сравнения кодов, генератор 10 импульсов, блок 12 памяти , регистр 13, элемент Исключающее ИЛИ 16, элемент 17 задержки, счетчик 18 результата, триггер 19 и элемент ИЛИ 20. Принцип действия устройства основан на линейном преобразовании напряжений делимого и делителя в интервалы времени и сравнении полученных интервалов с группой эталонных интервалов, длительность которых распределена по экспоненциальному закону . Объединение во времени процессов формирования эталонных интервалов и их сравнения с преобразованными интервалами позволяет повысить быстродействие устройства, а определение знака разности моментов сравнения интервалов делимого и делителя позволяет расширить область применения за счет определения знака логарифма. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л САЭ сл со 00 фа 21

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1357981

А1 (51)4 С 06 С 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

lb)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3987813/24-24 (22) 21. 10,85 (46) 07. 12.87. Вюл. № 45 (71) Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко (72) А.Л. Хлюнев (53) 681,335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 401891, кл. С 06 G 7/24, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11 01850, кл. G 06 G 7/24, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГАРИФМА ОТНОШЕНИЯ ДВУХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение области применения за счет определения знака логарифма. Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов содержит блок 1 синхронизации, линейные преобразователи 2 и 3 напряжения во время-импульсный сигнал, элементы И 4, 5, 14 и 15, счетчики 6, 7 и 11, блоки 8 и 9 сравнения кодов, генератор 10 импульсов, блок 12 памяти, регистр 13, элемент Исключающее

ИЛИ 16, элемент 17 задержки, счетчик

18 результата, триггер 19 и элемент .ИЛИ 20. Принцип действия устройства основан на линейном преобразовании напряжений делимого и делителя в интервалы времени и сравнении полученных интервалов с группой эталонных интервалов, длительность которых распределена по экспоненциальному закону. Объединение во времени процессов формирования эталонных интервалов и а Ж их сравнения с преобразованными интервалами позволяет повысить быстродействие устройства, а определение знака разности моментов сравнения интерва- C лов делимого и делителя позволяет расширить область применения за счет определения знака логарифма. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

135798

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использованб при построении время-импульсных функциональных

5 преобраз ователей.

Целью изобретения является повыше . ние быстродействия и расширение области применения за счет определения знака логарифма. 10

На фиг, i приведена блок-схема устройства для определения логарифма отношения .двух сигналов; на фиг. 2 схема. блока синхронизации; на фиг.3 схема генератора импульсов," на фиг.4- 15 временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство для определения логарифма отношения (фиг. 1) содержит блок 1 синхронизации, первый и второй 20 линейные преобразователи 2 и 3 напряжения во время-импульсный сигнал, первый и второй элементы И 4 и 5, первый и второй счетчики 6 и 7, первый и второй блоки 8 и 9 сравнения. 25 кодов, генератор 10 импульсов, третий счетчик 1 1, блок 12 памяти, регистр

13, третий и четвертый элементы И 14 и 15, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 169 элемент 17 задержки, счетчик 18 ре- 30 зультата, триггер 19, элемент ИЛИ ,20, вход запуска 21 и выход 22 устройства.

Блок 1 синхронизации (фиг, 2) содержит элемент ИЛИ 23, элемент НЕ 24, два элемента 25 и 26 задержки, два триггера 27 и 28, и формирователь 29 импульсов.

Генератор 10 импульсов (фиг. 3) содержит первый, второй и третий элементы НЕ 30-32, элемент 33 задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 34, триггер

35, первый, второй и третий элементы

И 36-38, два согласующих резистора

39 и 40 и кварцевый резонатор 41. 45

Принцип действия устройства заключается в следующем, Преобразуют линейно входное напряжение делимого U, в интервал времени

T(U,) (диаграмма б, фиг. 4). Преобра- 50 зуют линейно входное напряжение делителя U в интервал времени T(U ) (диаграмма в, фиг. 4). Формируют одновременно эталонные интервалы времени

- д1

r„

T; (V е " ) диаграммы 2-М, фиг. 1), длительность которых задается по экспоненциальному закону (i = 1, 2,...

n). Сопоставляют эталонные ин1 2 а тервалы времени T (Н е " ) синтерBRJIBMH времени T(U„) и T(U ), полученными в результате линейного преобразователя исследуемых сигналов.

Определяют моменты превышения эталони ными интервалами времени Т; (V, е " ) интервалов времени (U,) и T(U ), полученных в результа".е линейного преобразования исследуемых сигналов. Значение искомого логарифма отношения сигналов определяют по формуле

1n Ut/U„ = К(п — n„ — и ), где К вЂ” коэффициент пропорциональнос ти;

n — общее количество эталонных интервалов времени;

n — количество эталонных инt тервалов времени, меньших обоих интервалов времени, полученных в результате линейного преобразования исследуемых сигналов; п — количество эталонных интервалов времени, больших обоих интервалов времени, полу. ченных в результате линейного преобразования исследуемых сигналов.

При этом определяют разность между моментом превышения эталонными интервалами времени интервала времени, соответствующего сигналу — числителю и моментом превышения эталонными интервалами времени интервала времени, соответствующего сигналу — "знаменателю, а знак логарифма отношения сигналов определяют как знак полученной разности.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства формирователь 29 импульса, подключенный к источнику питания Е„, вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 27 в нулевое состояние, В блоке 12 памяти хранятся коды, равные N,. = fT;(U e ") i = 1, 2, и > где f — частота импульсов „ вырабатываемая генератором 10.

Импульс запус ка у стройства, поступающий на первый вход блока 1 синхронизации, устанавливает триггер 28 в нулевое состояние и одновременно появляется на третьем выходе блока t, 1357981

Импульс, поступающий с третьего выхода блока 1 на входы начальной установки счетчиков 6, 7 и 11 и счетчика результата 18, присваивает им нулевое значение. Одновременно триггер

35, входящий в состав генератора 10, устанавливается в единичное состояние. На выходах блока 12 памяти поI и является код N = fT.(U e i )

Через промежуток времени, определяемый элементом 26 задержки, на четвертом выходе блока 1 появляется единичный импульс, равный по длительности импульсу запуска устройства.

Этот импульс, поступая через элемент

ИЛИ 20, заносит в регистр 13 значе- . ние кода N, и увеличивает содержимое счетчика 11 на единицу. На выходе блока 12 памяти появляется код И

-2Н 20

=КТ, (U, ").

Через промежуток времени, определяемый элементом задержки 25, триггер

27 устанавливается в единичное состояние и на втором выходе блока 1 появляется сигнал единичного уровня.

Этот сигнал разрешает работу первого

2 и второго 3 линейных преобразователей напряжения во время-импульсный сигнал и разблокировывает элемент

И 28, запуская тем самым генератор

10.

С поступлением сигнала единичного уровня на вход запуска генератора 10 разблокировывается элемент И 38 и на вход элемента НЕ 32 начинают поступать импульсы, частота следования которых определяется параметрами кварцевого резонатора 41. При появлении сигнала единичного уровня на выходе элемента НЕ 32 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 34 вырабатывает импульс, ширина которого определяется параметрами элемента 33 задержки. Этот им- 45 пульс проходит через элемент И 36 на первый выход генератора 10, Одновременно триггер 35 устанавливается в нулевое состояние. При появлении на выходе элемента НЕ 32 сигнала нулевого уровня элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

34 вырабатывает импульс, поступающий через элемент И 37 на второй выход генератора 10, Одновременно триггер

35 устанавливается в единичнбе состояние. Такой процесс продолжается в. течение всего присутствия на входе запуска генератора 10 сигнала единичного уровня.

Первый 2 и второй 3 линейные преобразователи напряжения преобразуют входные напряжения U u U соответст2 венно в интервалы времени T(U ) и

T(U2 ) °

Импульсы с первого выхода генератора 10 через первый 4 и второй 5 элементы И начинают поступать на счетные входы первого 6 и второго 7 счетчиков, увеличивая содержимое последних, Содержимое первого 6 и второго

7 счетчиков сравнивается в первом 8 и втором 9 блоках сравнения с кодом

N, находящимся в регистре 13.

Импульсы, поступающие со второго выхода генератора 10 на первые входы третьего 14 и четвертого 15 элементов И, опрашивают результат сравнения. В момент превьппения содержимыми счетчиков 6 или 7 кода, находящегося в регистре 13, на выходе соответствующего блока (8 или 9) сравнения появляется сигнал единичного уровня, раз решающий прохождение импульса через соответствующий элемент И (14 или

15). Импульс, проходящий через третий элемент И 14, устанавливает триггер 19 в единичное состояние. Импульс, проходящий через четвертый элемент

И 15 и элемент 17 задержки, устанавливает триггер 19 в нулевое состояние. Импульсы, поступающие с выходов третьего 14 и четвертого 15 элементов И на соответствующие входы элемента ИЛИ 20, присваивают регистру 13 значение кода N; и увеличивают содержимое счетчика 11 на единицу. При одновременном превышении содержимым первого и второго 7 счетчиков содержимого регистра 13 на выходе элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 16 импульсы отсутствуют. При превьппении содержимым одного из счетчиков 6 или 7 содержимого регистра 13 на выходе элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 появляется импульс, увеличивающий содержимое счетчика 18 результата на единицу.

В случае, если U т U, т.е, знак логарифма положительный, триггер 19 будет находиться в нулевом состоянии, поскольку с выхода четвертого элемента И 15 поступит большее число импульсов, чем с выхода третьего элемента

И 14. В случае U„ U триггер 19 будет в единичном состоянии, так как с выхода третьего элемента И 14 поступит большее число импульсов, чем с выхода четвертого элемента И 15.

5 135798

По окончании интервалов времени

T(U,) и Т(0 ) на выходе элемента

НЕ 24 появится сигнал единичного уро,вня, устанавливающий триггер 28 в еди»

5 ничное состояние, Одновременно триггер 27 установится в нулевое состоя,ние и сигнал нулевого уровня, появившийся на первом выходе блока 1 синхронизации, заблокирует работу генератора 10 и первого и второго линейных преобразователей 2 и 3 напряжения.

В счетчике 18 результата будет на-. ходиться искомое значение логарифма отношения сигналов, а триггер 19 будет определять знак логарифма.

Формула изобретения

1. Устройство для определения ло- 20 гарифма отношения двух сигналов, со держащее блок синхронизации, подключенный первым выходом к первому входу элемента ИЛИ, а вторым выходом— к входам запуска двух линейных преобразователей напряжения во время-им, пульсный сигнал, информационные входы которых соединены с входами делимого и делителя устройства соответственно, три счетчика, первый из которых под- ЗО ключен выходом к первому входу пер. вого блока сравнения кодов, а счетным входом — к выходу первого элемента И, соединенного первым входом с выходом первого линейного преобразователя напряжения во время †им пульсный сигнал, а вторым входом— с первым выходом генератора импульсов и первым входом второго элемента

И, подключенного вторым входом к вы- 4р ходу второго линейного преобразователя напряжения во время-импульсный сигнал, а выходом — к счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго блока 45 сравнения кодов, триггер и четвертый элемент И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения обла.сти применения за счет определения знака лога- 5п рифма, в него введены блок памяти, регистр, элемент задержки„ элемент ИС"

КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и счетчик результата, подключенный счетным входом к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединенного первым входом с выходом третьего элемента И, вторым входом элемента.

ИЛИ и входом установки в",1" триггера подключенного входом обнуления через элемент задержки к выходу четвертого элемента И, второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и TpeTbpM входу элемента ИПИ, выход которого соединен с входом разрешения записи регистра и счетным входом третьего счетчика, подключенного выходом к адресному входу блока памяти, соединенного выходом с информационным входом регистра, подключенного выходом к вторым входам первого и второго блоков сравнения кодов, выходы которых соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И соответственно, подключенных вторыми входами к второму выходу генератора импульсов, соединенного входом запуска с вторым выходом блока синхронизации, а входом начальной установки — с входами начальной установки счетчиков и третьим выходом блока синхронизации, стробирующие входы которого подключены к выходам линейных преобразователей напряжения во время-импульсный сигнал, а выходы с ".етчика и триггера соединены с выходами устройства.

2. устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор импульсов содержит три элемента НЕ, элемент задержки, триггер, три элемента И, два согласующих резистора, кварцевый резонатор и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И и счетному входу триггера вход установки в "1" которого является входом начальной установки генера тора импульсов, а прямой и инверсный выходы соединены с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых являются первым и вторым выходами генератора импульсов, а третьи входы подключены к входу запуска генератора импульсов и первому входу третьего элемента

И, соединенного вторым входом с выходом первого элемента НЕ, а выходом — с первыми выводами первого и второго согласующих резисторов и входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к второму выводу перного согласующего резистора, выходу третьего элемента НЕ и первой обклад- ке кварцевого резонатора, соединенного второй обкладкой с вторым выводом второго согласующего резистора и входом первого элемента НЕ, при .этом выход третьего элемента НЕ подклю7 1357981 чен к входу элемента задержки и пер- второй вход которого соединен с вывому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJIH, ходом элемента задержки. юг. 5

1357981 /а

П

Составитель С. Казинов

Редактор Н, Егорова Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 6001/51 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4