Число-импульсный функциональный преобразователь

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 960839 (6l ) Дополнительное к авт. синд-ву

I (22) Заявлено 23.04.81 (21) 3278026/18-24 (51)M. Кл..

G 06 F 15/31 с присоединением заявки J4!

3Ьеударстаеииый камитет.СССР (23) Приоритет иа делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23.09.82 (53) УДК681,335 (088.8) (72) Автор изобретения

А. И. Ключников

Ц о аейа "Ф уаофт кой НИКЛИ

HHå НВЛИ()щ

Московский ордена Октябрьской Ревопюц

Красного Знамени институт нефтехимиче промышпенности им. И. М. Губ (7I ) Заявитель (54) ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике и вычиспитепьной технике, в частности к функционапьным преобразоватепям чиспоимпульсных сигнапов в цифровой код, и может быть использовано в устройствах предваритепьной обработки измерительных данных и цифрового моделирования.

Известен число-импульсный функциональный преобраэоватепь, содержащий генератор импульсов, реверсивный счетчик, программный блок и двоичный умножитепь (1).

Нанбопее близким к предлагаемому является число-импульсный функциональный преобразоватепь, содержащий про-. граммный блок, реверсивный счетчик, генератор импульсов и двоичный умножитель (2 j.

Однако для данных преобразователей характерны недостаточно высокая точность преобразования и невозможность воспроизводства функции, первая производная которых бопьше и меньше едини I, Бепью изобретения явпяется расширение кпасса воспроизводимых функций и повышение точности работы преобразователя.

Поставпенная цепь достигается тем, что в чиспо-импульсный функциональный

5 преобраэоватепь, содержащий первый реверсивный счетчик, первый вход которого явпяется входом преобразоватепя, второй реверсивный счетчик, выход которого является выходом преобразователя, генератор импупьсов, эпемент И, программный блок введены два двоичных депитепя и блок сравнения, причем первый вход элемента И соединен с выходом первого

15 реверсивного счетчика, второй вход элемента И вЂ” с выходом генератора импульсов, а выход элемента И подключен к первым входам первого и второго двоичных делителей, вторые входы которых

20 .соединены с первым информационным выходом программного блока, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого соединен с вторым информационным выходом программного

3 9608 блока, второй - с выходом второго двоичного делителя и вторым входом первого реверсивною счетчика, а выход первого двоичного делителя подключен к входу второго реверсивного счетчика. 5

При этом программный блок содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик и постоянное запоминающее устройство, причем вход реверсивного счетчика является входом программного бпо- тО ка,. а выходы постоянного запоминающего устройства являются соответственно первым и вторым информационными выходами программного бпока.

На фиг. 1 приведена блок-схема число-импульсного функционального преобразователя; на фиг. 2 — его функциональная схема.

Число-импульсный функциональный преобразователь содержит программный блок

1, первый реверсивный счетчик 2. генератор 3 импульсов, элемент И 4, блок 5 сравнения, второй реверсивный счетчик

6, двоичные делители 7 и 8.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии все счетчики обнулены. На выходе первого реверсивного счетчика 2 формируется сигнал погического нуля, когда код в нем равен нулю, и сигнал логической единицы в противном случае. Входной (параллельный или число-импульсный) код Х заносится в первый реверсивный счетчик 2, при этом сигнал с его выхода открывает элемент И 4. Импульсы от генератора 3

S импульсов начинают поступать через элемент И 4 на первые входы двоичных делителей 7 и 8, по вторым входам которых задается их коэффициент деления, 40 считываемый из программного блока 1, В программном блоке 1 хранятся параметры точек перегиба воспроизводимой кусочно-линейной функции. Коэффициенты передачи двоичных делителей 7 и 8 равны

45 (2) 1

7 X. Я

Д 1 АЧ1

rae Ь Х» = ()(»» -, Х„-)-длина» -го участка аппроксимации;

АУ». — величина приращения кусочно-ломаной функции на » -м участке аппроксимации;

» - номер участка аппроксимации;

Х»и $» — координаты точек перегиба..

Процесс формирования »"-ro линейно»

ro участка кусочно-ломаной функции происходит следующим образом, 39 ф

Из число-импульсной последовательности X на выходе элемента И 4 первый двоичный делитель 7 формирует число-импульсную последовательность 3, а вто2.

АХ„ рой двоичный делитель 8 - последова2 тельность Х= —. ° fins любого момента

ДЧ» времени справедлива система уравнений

Х=,„, Х6(М„",Х„,»); (, )

ЬХ»

Или, если исключить

Ч Х х м хх ; „-х„х, -х;

NIIR — I 8 ЭТО есть ни что иное, как уравнение. прямой, проходящей через точки с координатами точки» (0,0) и точки»+1 (дХ;, ЬУ» ).

Таким образом, в устройстве формируются две число-импульсные последоватепь« ности )(и У связанные линейной зависи1 мостью

Последовательность Х с выхода второго двоичного делителя 8 поступает на вычитаюший вход первого реверсивного счетчика 2. В момент равенства

Х.Х-х

» где Х»- число импульсов, поступивших на вычитаюший вход реверсивного счетчика в течение предыдуших участков аппроксимации, код в первом реверсивном счетчике 2 становится равен нулю,и сигнал с его выхода закрывает элемент И 4, запрещая прохождение импульсной последовательности Z на входы двоичных делителей 7 и 8. К этому моменту на выход первого двоичного делителя 7 проходит число импульсов, равное У, а so втором реверсивном счетчике (счетчике резупьтата) 6 формируется код . =Ч»»3 у (3)

rae „ — число импульсов, записанное во второй реверсивный счетчик 6 в течение предыдущих участков аппроксимации.

Причем, учитывая выражения (1),(2) и (3), можно записать

З-Ч„» X- ; (4 й3» 6Х» т. е. на выходе устройства формирует

55 ся отрезок кусочно-ломаной функции входного аргумента Х с координатами (,(„, У» ) (M Х» ;У-У»)тугол наклона которой о(=;, -. задается в виде отношения двух

АУ< Ч i

39 6 числа-импульсным кодами, позволяет включать устройство в состав нелинейных аналого-цифровых преобразователей..

1. Число-импульсный функциональный преобразователь, содержаший первый реверсивный счетчик, первый вход которого является входом преобразователя, второй реверсивнй счетчик, выход которого является выходом преобразователя, генератор импульсов, элемент И, программный блок, о т л и ч а.ю ш и и с я тем,что, с цепью расширения класса воспрс изводимых функций и повышения точности работы преобразователя, в него введены два двоичных делителя и блок сравнения, причем первый вход элемента И соединен с выходом первого реверсивного счетчика, второй вход элемента И с выходом генератора импульсов, а выход элемента И подключен к первым входам первого и второго двоичных делителей, вторые входы которых соединены с первым информационным выходом программного блока, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого соединен с вторым информационным выходом программного блока, второй - с выходом второго двоичного делителя. и вторым входом первого реверсивного счетчика, а выход первого двоичного делителя подключен к входу второго реверсивного счетчика.

2. Преобразователь по п. 1, о т л ич а ю ш и й. с я тем, что программный блок содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик и постоянное запоминаюшее устройство, причем вход реверсивного счетчика является входом программного блока, а выходы постоянного запоминаюшего устройства являются соответственно первым и вторым информационными выходами программного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 547788, кл. G 06 G 7/26, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

No 302721, кл. G 06 G 7/26, 1969 (прототип).

5 9608. натуральных чисел, а длина участка аплроксимации — в виде ЬХ .Управление из1 менением этих двух параметров может осушествляться по значению входной переменной )(или по выходной переменной 9. При управлении по параметру X число-импульсная. последовательность с выхода второго двоичного делителя 8 поступает на второй вход блока 5 сравнения, где текушее значение Х сравнивается со 10 значением АХ„.длины участка аппроксимации, поступающим на первый вход блока

5 сравнения из программного блока 1.

Э момент равенства Х=дХ„на выходе блока 5 сравнения формируется сигнал уп- 15 равпения программным блоком 1, на выходе которого появляются новые значения ЬХ„ и ДУ„, определяюшие длину и угол наклона следующего участка аппроксимации. 20

Использование в устройстве в качестве. операционных элементов двоичных делителей, абсолютная погрешность воспроизведения линейного коэффициента передачи которых 4 $1, позволяет уменьшить 2$ погрешность ступенчатой аппроксимации.

При этом повышается точность модепи— рования нелинейных зависимостей и упрощается расчет точностных параметров.

Задание угла наклона аппроксимирую- щ шей прямой в виде отношения двух натуральных чисел позволяет воспроизводить функции с первой производной как меньше, так н больше единицы, и исключить погрешность от дискретности коэффициентов передачи операционного эпемента. Возможность задания любой целочисленной длины участка аппроксимации позволяет производить ее расчет оптимальным образом, что приводит к уменьшению числа участков аппроксимации и требуемому объему памяти программного блока, Технико-экономический эффект изобретения заключается в возможности воспроизведения в цифровом виде широкого клас5 са нелинейных зависимостей без ограничения на величину первой производной, что дает возможность проводить коррекцию практически любых характеристик датчиков в цифровом виде, заменив менее точные аналоговые устройства. Возможность иметь входную и выходную величины, представленные параллельным ипи

Форму па изобретения