Аналого-цифровое вычислительное устройство

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение области применения эа счет возведения в дробную степень дополнительного аргумента. Вычислительное устройство содержит элемент задержки 2, счетчик 3, запоминающее устройство 4, цифроаналоговые преобразователи 5 и 10, распределитель импульсов 6, мультиплексоры 7, 8 и 13, аналого-цифровой преобразователь 9, масштабные резисторы 11 и 12, интегрирующий конденсатор 14 и операционный усилитель 15. Использование нелинейной развертки широтноимпульсного сигнала дополнительного аргумента позволяет обеспечить вычисг ление выражений вида у , где X основной и дополнительный аргументы устройства, что расширяет область применения устройства, например , для непосредственного вычисления кажущейся электропроводности сред и материалов, исследуемых импульсными электромагнитными методами. 4 ил. о. б (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (egg с 06 G 7/го

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1361584 (21) 4210948/24-24 (22) 18.03.87 (46) 23.09.88. Бюл. У 35 (71) Физико-механический институт

АН УССР (72) О.П.Бухало и П.П.Драбич (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1361584, кл. G 06 G 7/20, 1986. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕПЪНОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения — расширение области применения за счет возведения в дробную степень дополнительного аргумента.

Вычислительное устройство содержит,SU 425 25 А2 элемент задержки 2, счетчик 3, запоминающее устройство 4, цифроаналоговые преобразователи 5 и 10, распределитель импульсов 6, мультиплексоры

7, 8 и 13, аналого-цифровой преобразователь 9, масштабные резисторы 11 и

12, интегрирующий конденсатор 14 и операционный усилитель 15. Использование нелинейной развертки широтноимпульсного сигнала дополнительного аргумента позволяет обеспечить вычис-. ление выражений вида у = х С, где

Э х и — основной и дополнительный аргументы устройства, что расширяет область применения устройства, например, для непосредственного вычисления а. кажущейся электропроводности сред и материалов, исследуемых импульсными электромагнитными методами. 4 ил.

1425725

Изобретение относится к автоматике к вычислительной технике, может быть использовано в информационноизмерительных системах, предназначен- 5 ных для отбора и обработки информации, содержащейся в импульсных сигналах, в частности в системах обработки геофизической информации при импульсной геоэлектроразведке, и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св. Ф 1361584.

Целью изобретения является расши1 рение области применения эа счет возведения в дробную степень дополнитель.15 ного аргумента.

На фиг. 1 представлена функциональ- . ная схема вычислительного устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы импульсов напряжения,. поясняющие работу устрой- 20 ства; на фиг. 4 — распределитель импульсов.

Аналого-цифровое вычислительное устройство содержит информационный вход 1 основного аргумента, элемент 225 задержки, счетчик 3, запоминающий блок

4, первык цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, распределитель 6 импульсов, первый и второй мультиплексоры 7 и 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, второй цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, пер" вый и второй масштабные резисторы 11 и 12, третий мультиплексор 13, интегрирующий конденсатор 14, операционный усилитель 15, шину 16 нулевого потенциала, клемму 17 — широтно-импульсный вход дополнительных аргументов, вход 18 опорного напряжения, выход 19 устройства, выход 20 тактовых импульсов распределителя импульсов, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 выходы.

Один из вариантов структурной схемы распределителя 6 импульсов 6 (фиг. 4) состоит из делителя 25 частоты, позиционного счетчика 26, дифференцирующих элементов 27 и 28 и элемента ИЛИ 29, генератора 30 тактовых импульсов.

Аналого-цифровое вычислительное устройство обеспечивает вычисление функции у = т х, где х и С - ос,-5 новной и дополнительный аргументы, к работает следующим образом.

Пусть на вход 16 устройства поступает непрерывное напряжение x (t), на вход 17 — импульсы, длительностью (фиг„2б) . Генератор 1 вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов, которая поступает на входы счетчика 3 и распределителя 6.

В исходном состоянии счетчик обнулен и заблокирован потенциалом логической " 1", поступающим на его вход обнуления с клеммы 17. При появлении на входе 17 импульса т. е. потенциала логического "0" (фиг.

2б), снимается блокировка со счетчика 3 и на его выходе возникает линейно возрастающая числовая последовательность. В запоминающем устройстве (ЗУ) 4, записаны в порядке возрас-. тания адресов числовые значения функqn ции z = c . В момент окончания импульса на выходе ЗУ образуется число, соответствующее значению к для заданного а

Положительным задним фронтом импульса на входе t7 это число переписывается во входной регистр ЦАП 5, после чего счетчик 3 обнуляется и блокируется по сче"ному входу до прихоца следующего импульса на вход 17.

Записанное во входном регистре ЦАП

5 число умножается на напряжение, поступающее на вхоц 16, и на первые входы мультиплексоров 7 и 8 поступает напряжение h(t) = z x(t).

Под действием импульсной последо- вательности, поступающей с выхода генератора 1 на вход распределителя 6, на первом, втором, третьем и четвертом выходах последнего формируются импульсные последовательности (фиг.3, диаграммы б, в, r, д).

Под действием импульса (фиг. Зб) с первого выхода 21 распределителя

6 открываются первые каналы мультиплексоров 7 и 8. При этом напряжение

h(t) подается на информационный вход

АЦП 9 и на вход опорного напряжения

ЦАП 10.

Первым импульсом (фиг. Зд), поступающим с четвертого выхода 24 распределителя 6 запускается АЦП 9 к напряжение h(t) преобразуется им в цифровой код. При этом на входе опорного напряжения АЦП 9 присутствует выходное напряжение вычислителя U(t).

В момент окончания преобразования на выходе АЦП 9 образуется число где K«„- коэффициент преобразования

3 1425725

AIUl 9, которое записывается во входной ся и конденсатору 14 сообщается норегистр ЦАП 10. Поскольку в это время вый заряд.

ClO на входе опорного напряжения ЦАП 10 Выходное напряжение U(() = ЬП; (t) (с( присутствует напряжение h{t) с вьмода изменяется до тех пор, пока h, U; (t) = а и (1; (С)=0, льтиплексора 8 то на выходе ПАП 10

В установившемся режиме ЬЦ; (t) =О, появляетСя напряжение, KauII Kuan h (t)

П

Г цл((U (t)

II

U((an U(t)

R, К2!

Подставляя в последнее равенство

Ц дя его значение и преобразуя, получим

U(t) — К Ъ С 2(t) 3 где К = Е, (K — масштабный коэффициент вычисления

Предлагаемое устройство в случае выборки из ЗУ 4 указанной функциональной зависимости может бьггь использовано для-непосредственного вычисления кажущейся электропроводности срез и материалов, исследуемых импульсны-. ми электромагнитными методами, что расширяет область применения устройства, KALI(KI(aa 1 (t) п (t)

v (t) Формула из обретения (K «K aII ) 2 E

u aII U2

ЬЯ - U (t) ° С = - -""- Т вЂ” — - Т

U(t I ((о R оР

2 (где R и R — сопротивления масштабных резисторов 11 и 12, n V (() — изменение выходного напряжения, На этом один цикл работы устройст- 5> ва заканчивается.

Вторыми импульсами последовательностей (фиг. 3 б,в,г) цикл повторяетгде К „„„ — коэффициент преобразования ЦАП 10.

Импульсом (фиг. Зв) с выхода 22 распределителя 6 открываются вторые

I каналы мультиплексоров 7 и 8 и на

I вход АЦП 9 поступает напряжение Бцд„, а на вход опорного напряжения ЦАП 10— напряжение Е с шины 18 опорного нар

I пряжения. Напряжение Пцл„преобразует-20 ся в число n (t) с помощью АЦП 9, запущенным вторым импульсом последовательности (фиг. Зд), причем

В момент окончания преобразования на выходе АЦП 9 появляется импульс, поступающий на вход управления ЦАП 30

10. В результате на выходе ЦАП 10 о6разуется напряжение

Под действием импульса (фиг. Зг) с третьего выхода 23 распределителя

6 открываются каналы мультиплексора 13 и на инвертирующий вход операционного усилителя 15 начинают по40 ступать токи, пропорциональные напряII жениям Бцд„и U(t) . В итоге интегрирующему конденсатору 14 за время Тр действия импульса на входах мульти45 плексора 4 сообщается заряд!

Аналого-цифровое вычислительное устройство по авт. св. 9 136 1584, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет возведения в дробную степень дополнительного аргумента, в него введены элементы задержки, счетчик, запоминающий блок и второй цифроаналоговый преобразователь, подключенный выходом к первым информационным входам первого и второго мультиплексоров, входом опорного напряжения к информационному входу основного аргумента устройства, цифровым входом — к выходу запоминающего блока, а входом разрешения записи — к широтно-импульсному входу задания дополнительного аргумента устройства и входу элемента задержки, выход которого соединен с входом обнуления счетчика, подключенного счетным входом к выходу тактовых импульсов распределителя импульсов, а выходом — к адресному входу запоминающего блока, 1425725

Составитель С-.Казинов

Редактор Л.Гратилло Техред М.Дидык Корректор Г,Реще ни

Заказ 4773/49 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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