Цифровой функциональный преобразователь

 

В. А. Беэсчастный, И. А. Ястребов, Б. H. Совинский и В. И. Михайленко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и,может быть использовано в автоматике, телемеханике и информационно-измерительной технике.

Известен функциональный нреобразователь (1), содержащий два блока памяти, генератор импульсов, дополнительный генератор импульсов, два генератора ступенчатого напряжения, блок выделения временного интервала, матрицу совпадений и мна

10 гоэвенный потенциальный элемент.

Недостатками преобразователя являются сложность и вследствие этого недостаточная надежность, недостаточное быстродей-. ствие, а также то, что участки воспрои:э.

15 водимой кусочнс линейной функции могут быть только положительными углами наклона»

Наиболее близким технической сущности к изобретению является функционаш ный преобразователь (2), содержащий р гистр, группа выходов которого через дешифратор соединена с группой входов управляемого делителя частоты, блок анализа кода на нуль, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен со входом "пуск преобразователя, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом управляемого делителя частоты, блоки перезаписи, причем группа входов первого блока перезаписи является группой входов преобразователя, а группа выходов соединена с группой входов регистра.

Недостатками этого преобразователя, являются недостаточное быстродействие, то, что участки воспроизводимой кусочно-линейной функции могут быть только с положительными углами наклона и то, что функция представляется в виде временного интервала, что сужает область применения.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функ циональных воэможностей за счет полу

684552 чения функции с отрицательными углами наклона, Поставленная цель достигается тем, что в предложенный преобразователь введены реверсивный счетчик, блок формирования начального кода, вычитающий блок, вычитающий счетчик, Первый и второй выходы управляемого делителя частоты соединены соответственно с входами "сложение" и "вычитание" реверсивного счетчика, группа входов которого соединена с группой выходов второго блока перезаписи, а группа выходов является группой выходов преобразователя. Первая и вторая группы выходов и группа входов блська формирования начального кода соедине- ны соответственно с группой входов второго. блока перезаписи, первой группой входов вычитающего блока и группой вы» ходов дешифратора, группа входов которого соединена со второй группой входов вычитающего блока, группа выходов которого соединена с группой входов треть его блока перезаписи, группа выходов ко торого соединена с группой входов вь читающего счетчика, группа выходов кото25 рого соединена с группой входов блока анализа кода на нуль. Третий и четвертый выходы управляемого делителя частоты соединены соответственно с управлян щими входами второго и третьего блока перезаписи и входом вычитающего счетчи ка.

На фиг. 1 дана структурная схема функционального преобразователя; на

3$ фиг. 2 - пример воспроизводимой кусочно-линейной функции.

Цлфровой функциональный преобразователь содержит первый блок перезаписи 1, регистр 2, дешифратор 3, управляемый делитель частоты 4, вычитающий блок 5, блок формирования начального кода 6, вычитающий счетчик 7, третий блок лерезаписи 8, реверсивный счетчик 9, второй блок перезаписи 10, блок анализа кодов на нуль 11, триггер 12, элемент И 13 и генератор импульсов 14, Реверсивный счетчик 9 имеет вход

15 сложения и вход 16 "вычитания .

Выходы делителя частоты 4 соединены щ с счетчиком 9, блоками перезаписи 10 и 8 и счетчиком 7. Первые выходы блока формирования начального кода 6 через блок перезаписи 10 соединены со счетчиком 9, вторые выходы через вь читающий д блок 5, блок перезаписи 8 и вычитающий счетчик 7 - с блоком 11, а выходы - с выходами дешифратора 3, входы которого соединены с вычитающим блоком 5 и регистром 2. Входы регистра 2 подключены к блоку перезаписи 1 и счетчику 9, один из входов которого соединен со входом делителя частоты 4 и элементом И

13, первый вход которого соединен с генератором импульсов 14, а второй через триггер 12 - с блоком 11»

Входным узлом преобразователя является регистр 2, на который через блок перезаписи 1 записывается код аргумента И икл преобразования начинается с приходом импульса исходного состояния (ИС), который устанавливает регистр 2 и счетчик 9 в исходное "нулевое" состояние. С интервалом времени, который определяется переходными процессами в регистре 2,. на блок 1 поступает начальный импу.тьс (НИ), который записывает в регистр 1 код аргумента И„. С регистра 2 код аргумента поступает на вычитающий блок

5 и дешифратор 3.

Дешифратор 3 представляет собой набор логически:с устройств, которые определяют заданный коэффициент деления де лителя частоты 4 в зависимости от кода аргумента Я„, соответствующего определенному участку воспроизводимой кусочно-линейной функции. Эти логические у ."ъройства выдают сигнал, например, в виде логической 1" при коде, равном или боль" шем определенного значения кода аргум нта, а при коде, меньшем, чем это значение кода аргумента - сигнал с логичес ким уровнем "0".

С выхода дешифратора 3 сигналы, например, в виде логического уровня "1 поступают на делитель частоты 4, кото рый представляет собой двоичный счетчик с запоминающимИ и логическими элементами, для установки заданного коэффици- -. ента деления с поступлением импульса установки (ИУ) и блок формирования начащ ного кода 6, который, в свою очередь, выдает значение начального кода, соответствующее определенному заданному участку воспроизводимой кусочно-линейной функции. Значение начального кода с блока 6 поступает на счетчик импульсов

9 и блок 5.

Допустим, что в регистр 2 записан код аргумента N, соответствующий участ ку А- А+1 воспроизводимой кусочно-линейной функции. Тогда на выходе дешнфратора 3 появляется сигнал с. логическим уровнем "1", который, воздействуя на блок формирования начального кода 6, позволяет

684552 получить на его выходе значение кода, соответствующее начальной точке А участ ка A-А+1 воспроизводимой кусочно-линейной функции. С выхода блока 6 начаш ный код поступает на блок перезаписи

10 и вычитаюший блок 5. С выхода блока 5 на блок перезаписи 8 поступает код, который является разностью между кс".ом, поступающим с регистра 2 (кодом аргумента йк ), и кодом блока фор-.

1 мирования начального кода 6. Кроме то .-o, сигнал с логическим уровнем "1" с выхода дешифратора 3 поступает на ge литель частоты 4. Зтот сигнал с делителя 4, соответствующий участку А-1-А воспроизводимой кусочнс -линейной функции, разрешает с поступлением ИУ установку коэффициента деления, соответствующего участку А — А+1. По сигналу ИУ через делитель 4 значение начального кода, соответствующее начальной точке A . участка А — А+1 воспроизводимой кусочно-линейной функции заносится через блок перезаписи 10 в счетчик 9 и через блок перезаписи 8 - в вычитающий блок

7. Значение кода, которое заносится в счетчик 7, является разностью между ко дом аргумента Ы„и начальным кодом.

Кроме того, с выхода делителя частоты 4 на управляющий вход (сложение) поступает сигнал, разрешающий функцио- нирование счетчика 9 в режиме накопления.

При поступлении импульса "пуск (ИЩ . триггер 12 устанавливается в единичное состояние. Через элемент И 13 на вход делителя частоты 4 и счетчика 9 начинают поступать импульсы с периодом Т генератора импульсов 14. На выходе делителя частоты 4 возникает последоватеш ность импульсов с периодом 1 Кд-Я. о у где К вЂ” коэффициент деления, соответствующий участку АА+ 1 воспроизводимой функ4$ ции.

Зти импульсы поступают на вход счет чика 7. Когда счетчик 7 под действием

:импульсов делителя частоты 4 обнуляется зе иа выходе блока 11 возникает сигнал, уотанавливающий триггер 12 в исходное нулевое состояние. При этом прекращается поступление через элемент И 13 импульсов с генератора 14 на вход делители 33 частоты 4 и счетчика 9. В счетчике 9

"-aperec pvpoaa код, который является функцией от ар"умента Н„, т. е. Й =У(ИД, и этот код соответствует точке Б участ ка А-А+1 воспроизводимой кусочно-линейной функции.

При коде аргумента Кх, записанном

2 в регистре 2, на выходе дешифратора 3 появляется сигнал с логическим уровнем

"1", который, воздействуя на блок формирования начального кода 6, позволяет получить на его выходе значение кода, соответствующее начальной точке A+2 участка А+2 - А+3 воспроизводимой кусочно-линейной функции. С выхода блока

6 начальный код поступает на блок перезаписи 10 и вычитающий блок 5. С выхода блока 5 на блок перезаписи S поступает код, который является разностью между кодом, поступающим с регистра 2 (кодом аргумента Мх ), и кодом блока 6, Хя

Кроме того, сигнал с логическим уровнем

"1" с выхода дешифратора 3 поступает

0 на делитель частоты 4. Зтот сигнал запрещает действие сигнала с выхода дешифратора 3, устанавливающего коэффициент деления делителя 4, соответствующий участку А+1 - A+2 воспроизводимой кусочно-линейной функции, и разрешает, с поступлением ИУ установку коэффициента деления, соответствующего участку А+2—

А+3. Импульсом установки через делитель 4 ззннааччеенниие е ннааччааллььнноогго о ккооддаа, соот ветствуюшее начальной точке А+2 учасч ка А+2 -. А+3 воспроизводимой кусочнолнчейной функции заносится через блок перезаписи 10 в счетчик 9 и через блок перезаписи 8 - в счетчик 7. Значение кода, которое заносится и счетчик 7, является разностью между кодом аргумента

Их и начальным кодом, Кроме того, с выхода делителя частоты 4 на управляющий вход 16 (вычитание) поступает снт нал, разрешающий функционирование счет чика 9 в режиме вычитания. При поступлении ИП триггер 12 устанавливается в единичное состояние. Через элемент И

13 на вход делителя 4 и счетчика 9 начинают поступать импульсы с периодом

Т0 генератора импульсов 14. На выходе делителя 4 возникает последовательность импульсов с периодом Т К Т

4+2- /+3 0 1 где К „ - коэффициент деления, сост ветствующий участку А+2A+3 воспроизводимой кусочно-линейной функции, Зти импульсы поступают на вход счет чика 7. Когда счетчик 7 под действием

684552 импульсов делителя 4 обнулится, на выходе блока 1 1 возникает сигнал, устанавливающий триггер 12 в исходное нулевое состояние. При этом прекращается постуг ление импульсов с генератора 14 через элемент И 13 на вход делителя частоты

4, В счетчике 9 зарегистрирован код Я который является функцией от аргумента

Ti е, Я = F (Мд ), B BToT Kop co и ответствует точке Б1 участка А+2-А+3 воспроизводимой кусочно-линейной функции. Иэ вышеизложенного следует, что при воспроизведении участков кусочно-линейной функции с положительными углами наклона начальный код, эарегистрирова»15 ный в счетчике 9, увеличивается посредством накопления импульсов с периодом

Т, а при воспроизведении участков кусочно-линейной функции с отрицательными углами наклона начальный код, зарегист/ 20 рированный в счетчике 9, уменьшается посредством вычитания импульсов с периодом Т„.

Количество импульсов, поступивших на счетчик 9, определяется интервалом

И времени, который начинается с установки триггера 12 в единичное состояние ИП и заканчивается установкой триггера 12 в исходное нулевое состояние сигналом с блока 11.

Цифровой функциональный преобразователь позволяет воспроизводить участки кусочнс -линейной функции не только с положительными углами наклона, но и с от3$ рицательными, обеспечивает выбор любой точки на любом участке воспроизводимой функции в зависимости от кода аргумента, что повышает быстродействие преобразователя. Кроме того, функциональные во:- . можности и область применения преобразователя расширяются вследствие предстм пения значения воспроизводимой функции цифровым кодом.

43

Формула изобретения

Цифровой функциональный преобразователь содержащий регистр» группа выхо дов которого через дешифратор соединена с рруппой,входов управляемого делителя частоты, блок анализа кода на нуль, вььход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен со входом пуск преобразователя, а выход — с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом управляемого делителя частоты, блоки перезаписи, причем группа входов первого блока перезаписи является группой входов преобразователя, а группа выходов соединена с группой входов регистра, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных воэможностей эа счет получения участков функции с отрицательными углами наклона, в него введены реверсивный счетчик, блок формирования начального кода, вычитаюший блок, вычитающий счетчик> причем .первый и второй выходы управляемсго делителя частоты соединены соответственно с вхо» дами "сложение" и "вычитание" реверсивного счетчика, группа входов которого соединена с группой выходов второго блока перезаписи, а группа выходов является группой выходов преобразователя, первая и вторая группы выходов и груп- па входов блока формирования начального кода соединены соответственно с группой входов второго блока перезаписи, первой группой входов вычитаюшего блока и группой выходов дешифратора, гру ;па входов которого соединена со второй группой входов вычитаюшего блока, груп-па выходов которого соединена с группой входов третьего блока перезаписи, группа выходов которого соединена с группой входов вычитающего счетчика, rpynna выходов которого соединена с группой входов блока анализа кода на нуг., третий и четвертый выходы управляемого -делителя частоты соединены соответственно с управляющими входами второго и третьего блоков перезаписи и с входом вычитаюшего счетчика.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 473195, кл. G 06 F 3/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 275548, кл. Н 03 К 13/02, 1970.