Устройство для воспроизведения функций

 

О Il

Союз Советских

Социалистических

Республик

И. Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.07.77 (21) 2508233/18-24 (51) Q )(л

G 06 Р 15/34 с присоединением заявки М

Ibcyaapasswn кенитет

СССР ав дюяам ваоаретений н отхрытнв (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.79. Бюллетень М 46 (ЬЗ) дК 681 335 (088,8) Дата опубликования описания 20;12.79 (72) Автор изобретения

Н. М. Сафьянников

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. Ь. И. Ульянова (Ленина ) (71) Заявитель.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в телеметрических информацион но»измерительных системах, в вычислительных управляющих комплексах.

Известно устройство (11, содержащее входной преобразователь, преобразователь амплитуды напряжения во временйой интервал, преобразователь временного интервала в число импульсов. Входная величина с помощью преобразователя формируется в виде соответствующего напряжения, амплитуда которого затем преобра», зуется в сигнал с широтно-импульсной модулицией (ШИМ). Импульсы поступают на переключающее устройство, которое эа, ;пираетея в течение интервала времени, пропорционального напряжению преобразуемого сигнала. К переключающему устройству подключена схема, которая изменяет .чаСтоту импульсной последовательности, поступающей на пер ключающее устройство, при поступлении, на это устройство каждого из нескольких определенных чисел импульсов.

Недостатком устройства является наличие ..ограничения на инструментальную погрешность, что обусловлено используемыми аналоговыми элементами.

Известно также устройство (2j, реализующее множительно-тангенсныв функ- " ции с использованием Ьремя-импульсного представления информации, методов аппроксимации и построенное на цифровой эле- ментн и базе, Оно содержит блок преобразователей, блок памяти коэффициентов, устройство управления, операционный блок и за шестнадцать тактов вырабатывает требуемую множитепьно--тангенсную зависимость с учетом соответствующих коэффициентов. Недостатками этого устройства являются низкая помехоустойчивость из-за отсутствия оператора усреднения при наличии большого количества обрабатываемых частотно-импульсных сигналов, сложность и невысокая надежность.

7Д38 5

15

25

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для воспроизведения функций, содержащее три реверсивных счетчика импульсов, два элемента И, алемент HE два йогических блока умножения, два двоичных умножителя. Причем первый и второй входы пер вого двоичного умножителя соединены со " ответственно с выходом первого реверсивного счетчика импульсов и с первым входом устройства, первый и второй входы второго двоичного умножителя соеди- нены соответственно с выходом второго реверсивного счетчика импульсов и с вторым входом устройства, первый выход первого двоичного умножителя подключен к суммирующему входу третьего реверсив ного счетчика импульсов, выход которого является выходом устройства, вь1ход пер; вого логического блока умножения соедй нен с первым входом первого алемента

И, выход которого подключен к суммиррующему входу первого реверсивного счет чика импульсов, выход второго логическо го блока умножения соединен с первым входом второго: элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика импульсов, третий вход устройства соединен с вторым входом первого элемента И и входом эле.

r rem. НЕ, выход которого подключен к второму входу второго алемента И (3) .

Такое устройство воспроизводит множительную, тангенсную и множительнотангенсную функцйи, основываясь на принципе автсматической компенСации частотно-импульсных последовательностей, реализуемом с помощью отрицательной обратной связи. Его недостатками являются сложность и невысокая надежность, обусловленные наличием двух комбинационных сумматоров-вычитателей и большим количеством счетчиков.

Цедью изобретения является упрощение и повышение надежности устройства.

Это достигается тем„что устройство дополнительно содержит третий и четвертый логические блоки умножении, третий, четвертый, пятый и шестой алементы И, два элемента ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с вычитаюшими входами первого и второго реверсивных счетчиков импульсов.. Причем выход первого- реверсивного счетчика импульсов соединен с первым входом третьего логи. ческого блока умножения, выход второго реверсивного счетчика импульсов — с первым входом четвертого логического блока

4 умножения, выход третьего реверсивного счетчика импульсов — с первым входом второго логического блока умножения, первый вход первого логического блока умножения соединен- с четвертым входом устройства, вторые входы первого, второго и четвертого логических блоков умножения соединены с вторым выходом первого двоичного умножителя, второй вход третьего логического блока умножения йодключен к первому выходу второго двоочного умножигеля.При этом первые входы третьего, чегвергого, пятого и шестого алеменгов И соединенй соЬгвегсгвенно с первым выходом первого двоичного умножителя, с выходом третьего логического блока умножения, с выходом четвертого логического блока умножения и с вторым выходом второго двоичного. умножителя, вторые входы третьего и шестого элементов И соединены с вторым входом первого элемента И, вторые входы четвертого и пятого элементов И вЂ” с вторым входом второго элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к входам первого элемента ИЛИ, выходы пятого и шестого элементов И вЂ” к вхо-. дам второго элемента ИЛИ, выход четвертого логического блока умножения соединен с вычитающим входом третьего реверсивного счетчика импульсов.

В описываемом устройстве обеспечивается осуществление ШИМ импульсных последовательностей не только по сумми35 рующим входам первых двух счетчиков, но

" и по вычитающим и использование появляющейся возможности простого поочередно го суммирования импульсных последователь40 ностей а не кодов. При атом удается отка1 заться от использования двух комбинационных сумматоров-вычитателей и двух суммирующих счетчиков.

На чертеже представлена блок-схема

4 устрОйства, Устройство содержит реверсивные счетчики 1,2 и 3 импульсов, элементы И

4-9, элементы ИЛИ 10 и 11, элемент

НЕ 12, логические блоки 13-16 умножения, двоичные умножители 17 и 18, включающие соответственно счетчики 19 и 20 с выходами, подключенными к логическим блокам 21 и 22, и имеет входы

23-26 и выход 27.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии реверсивные счетчики 1,2,3 находятся в нулевом состоянии, на вход 26 подаегся двоич703825 где N

N 1È 2

5 ный код, на вход 25 - ШИМ сигнал, а на

Bxogbt 23 н 24 — опорные импульсные последовательности.

Логические блоки 13, 14 и 16 умножения совместно со счетчиком 19 и логический блок 15 умножения совместно со счетчиком 20 осуществляют линейное преобразование код-частота двоичных множителей, т.е. на выходах этих логических блоков вырабатываются импульсные после о довательности с частотами, средние значения которых пропорциональны соответствующим управляющим кодам.

Первый же импульс, появившийся на.

15 выходе блока 13 в течение определенного интервала времени, проходит через элемент И 4 и записывается в реверсивный счетчик 1 импульсов. Двоичный умножитель 17 начинает вырабатывать имI го пупьсную последовательность, так как управляющий им код с выхода счетчика 1 становится отличным от нуля. Выходная импульсная последовательность двоичного умножителя 17 поступает через элемент

И 6 и элемент ИЛИ 10 на вычитаюший вход реверсивного счетчика 1 и непрерывно на суммирующий вход реверсивного счетчика 3. Первый же импульс с выхода двоичного умножителя 17 записывается в реверсивный счетчик 3, сделав его состояние отличным от нуля.

Импульсная последовательность с выхода логического блока 15 умножения поступает в течение интервала времени, который образуется на выходе- элемента

l2, через элемент И 7 и элемент ИЛИ

10 на вычитающий вход реверсивного счетчика 11 .

После того как выходной код (выход

27 устройства) принимает ненулевое значение, первый же импульс, появившийся на выходе блока 14, проходит через элемент И 5 и записывается в реверсив- 45 ный счетчик 2, делая его содержимое от» личным от нуля. Тогда начинает вырабатывать импульсную последовательность двоичнйй умножитель 18. Эта импульсная последовательность в течение определенно- 5о го интервала времени поступает через элемент И 9 и элемент ИЛИ 11 на вычитающий вход счетчика 2.Кроме того, на этот же вход через элемент И 8 и эле мент ИЛИ 11 поступает импульсная, пос- 55 ледовательность с выхода блока 16. Нричем непрерывно эта последовательность подается на вычитаюший вход реверсивного счетчика 3.

B основу. построения устройства положен принцип автоматической компенсации частотно-импульсных последовательностей, реализуемый с помощью отрицательной обратной связи. В качестве-схемы сравнения последних, вырабатывающей сигнал рассогласования в контуре обратной связи, используется реверсивный счетчик 3, Он выполняет одновременно две операции: вычитание частот и интегрирование полученной разности с выдачей результата в виде двоичного кода. Здесь имеются три контура отрицательной обратной связи: два местных — на основе реверсивных счетчиков 1 и 2 и главный — на основе реверсивного счетчика .3. В прямой цепи главного контура находится функциональный узел на основе реверсивного счетчика 1, а в обратной — функциональный узел на основе счетчика 2. Условием динамического равновесия схемы является равенство количества импульсов, пришедших на суммирующий и на вычитаюший входы реверсивного счетчика 3 в течение периода

Т ШИМ. Из этого условия находится функциональная связь между выходным кодом устройства и его входными цифровой и широтно-импульсной величинами, если предварительно определить функциональные характеристики.

Функциональная характеристика устройства в общем виде может быть представлена в виде: — выходной код (код на выходе. 27 устройства); — двоичный код, подаваемый на вход 26;

- ШИМ сигнал, подаваемый на вход 25; — частоты опорных импульсных последовательностей, поступающих соответственно на входы 23 и 24.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения функций, содержащее три. реверсивных счетчика импульсов, два элемента И, элемент

НЕ, два логических блока умножения, два двоичных умножитиля, причем первый и второй входы первого двоичного умножитела соединены соответственно с выходом

25 8 ния соединен с четвертым входом устройства, вторые входы первого, второго и четвертого логических блоков умножения соединены с вторым выходом первого двокчного умножителя, второй вход третьего логического блока умножения подключен к первому выходу второго двоичного умножителя, первые входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены соответственно с первым выходом первого двоичного умножителя, с выходом третьего логического блока умножения, с выходом четвертого логического блока умножения и с вторым выходом второго двоичного умножителя, вторые входы третьего и шестого элементов И соединены с вторым входом первого элемента И, вторые входы четвертого и пя« того элементов И соединены с вторым входом второго элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к

hxogaM первого элемента ИЛИ, выходы пятого и шестого элементов И подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход четвертого логического блока умножения соединен с вычитающим входом ! тре гьего реверсивного счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент США % 3349390, кл. 340-347, 1967.

2. Локтюхин В. Н., Сдвижков А. И. .Об одном принципе построения автомати, ческого устройства определения сближения меридиан. Специализированные и комбинированные вычислительные устройства .

:Межвузовский сборник, вып. 4, Рязань, РРТИ, 1976, с. 108-113.

3. Авторское свидетельство СССР М 560233, кл. G 06 Г 15/34, 1975 (прототип).

7 : - 7038

- первого ревеРсивноГо счетчика импульсов и с первым входом устройства, первый и второй входы второго двоичного умножителя соединены соответственно с выходом второтб реверсивного счетчйка импульсов и с вторым входом устройства, первый выход первого двоичного умножителя под— ключен к суммирующему входу третьего реверсивного счетчика импульсов, выход которого является выходом устройства, выход первого логического блока умноже. ния соединен с первым входом первого элемейта И, выход которого подключен к суммирующему входу первого реверсивного счетчика импульсов, выход второго ло15 гического блока умножения соединен с первым входом второго элемента И, вы ход которого подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика импульсов, третий вход устрой ва соедижН 20 с вторым входом первого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента

И, о т л. и ч а ю щ е e с я тем, чго, с целью упрощения .устройства и повышения

25 его надежности, оно содержит третий и четвертый логические блоки умножения, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, gBa элемента .ИЛИ, выходы козо

° торых соединены соответственно с вычитаюшими входами первого и второго "реверсивных счетчиков импульсов, при этом вьЫод первого реверсивного счетчика импульсов соединен с первым входом тре тьего логического блока умножения, вы35 ход второго реверсивного счетчика импульсов соединен с первым входом четвертого логического блока умножения, выход третьего реверсивного счетчика им пульсов соединен с первым входом второ го логического блока умножения, первый вход йервого логического блока умноже703825

Составитель A. Жеренов

Реаектор т, к)рчекоеа техрен н. коекееее корректор ю. Макаренко

Заказ 7814; 12 Тираж 780 Подписное

1111!1ИЛИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий .1 13035, Москва, Ж-35, Разыская наб., д. 4/5

Филиг,.i П11П "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4