Частотно-импульсный функциональный преобразователь
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскии
Социалистичесими
Республик
G 06 F 15/31 . Ьоударотеаииый комитет СССР ио делам иэобретеиий и открытий Опубликовано 23.09.82. Бюллетень №35 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 23.09.82 (72) Авторы E. С. Bapra, Т. Г. Галамай, B. Б.,Будыкевич Г (54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПР ЕО БРАЗОВА ТЕ ЛЬ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться для воспроизведения функций, формируемых из частотно-импульсной входной последовательности. Известно устройство, содержащее генератор опорной частоты, выход которого .соединен с сигнальным входом первого управляемого делителя частоты, выход 1о которого является выходом преобразователя, и подключенного цифровыми входами коэффициента деления к первым выходам блока памяти, соединенного первыми входами с первыми выходами дешифратора (1). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержаший генератор опорной час- 20 тоты, три управляемых делителя частоты, дешифратор, блоки памяти и управления 2), Недостатками известных функциональных преобразователей являются ограничен 2 ные функциональные возможности и пониженная точность воспроизведения заданных функциональных зависимостей, обусловленные применением кусочно-линейной аппроксимации. 11елью изобретения является повышение точности. воспроизведения функций. Поставленная цепь достигается тем, что в частотно-импульсный функциональный преобразоватепь, содержаший блок управления, блок памяти, дешифратор,два счетчика, первую группу элементов И и первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с. выходами элемента И первой группы, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков> первый вход блока управления соединен с входом пуска преобразователя, второй вход блока управления - с первым выходом дешифратора, второй вход которого соединен с информационным входом блока памяти, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, дополнн тельно введены вторая группа элементов И, второй элемент ИЛИ, импульсный сумматор, импульсный "сумматор-вычитатель, элемент 2И-ИЛИ, управляемый делитель частоты и реверсивный счетчик результата, вход записи которого соединен.с первым выходом блока памяти, второй выход которого соединен с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы и выходы которых соединены щ соответственно с выходами первого счетчика и входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами импульсного сумматора и элемента 2И-ИЛИ, второй, третий и четвертый вхо- >> ды которого соединены соответственно с выходом импульсного сумматора-вычитателя, вторым и третьим. выходами блока управления> первый выход которого соединен с установочными входами первого и второго счетчиков, управляемого делителя частоты и реверсивного счетчика результата, вход управления режимом и счетный вход которого соединены соответственно с четвертым выходом блока управления и выходам блока управляемого делитепя частоты, управпяюший и счетный входы которого соединены соответственно с третьим выходом-.блока памяти и выходом элемента 2И-ИЛИ, выход импульсного сумматора-вычитателя соединен с вто» рым входом импульсного сумматора, выход которого соединен со счетным вхо. дом второго счетчика, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом имз лужского сумматора-вычитатепя, управля- ющий вход которого соединен с пятым вы» ходом блока управления, вход первого счетчика - с входом тактовой частоты преобразователя и вторым входом импульс-, ного сумматора-вычитателя, При этом блок управления содержит группу элементов НЕ, коммутатор, формирователь импульсов и четыре элемен45 та ИЛИ, входы которых соединены с выхсдами коммутатора, первая группа входов которого соединена с выходами элементов НЕ группы, выходы которых соединены со второй группой входов коммутатора и вторым входом блока управле50 ния, первый вход которого соединен с вхо дом формирователя импульсов, выход которого подключен к первому выходу блока управления, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с выходами второго, третьего, четвертого и первого элементов ИЛИ. О 4 На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - то же, блока управления. Частотно-импульсный функпиональный преобразователь содержит элементы ИЛИ 1 и 2, управляемый депитепь 3 частоты, импульсный сумматоо-вычитатель .4, дешифратор 5, блоки 6 и 7 памяти и управления, элемент 2И-ИЛИ 8, реверсивный счетчик 9 результата, импульсный сумматор 10 счетчик ll, группу 12 элементов И, счетчик 13 и группу 14 элементов И. Блок 7 управления содержит группу 15 элементов НЕ, формирователь 16 импульсов, элементы ИЛИ 17-20 и коммутатор 21. Счетчики 11 и 13, группа 12 элементов И и элемент ИЛИ 1 образуют управляемый делитель частоты (УДЧ) 1, счетчики 13 и 14, группа 14 элементов И и .элемент ИЛИ 2 — УДЧ 2. Преобразователь работает следующим образом. По сигналу "Пуск" все блоки устройства устанавливаются в исходное состояние, и по сигналам на управляющих выходах блока 7 управления устанавливаются режимы работы блока 4, элемента 2ИИЛИ 8 и счетчика 9 результата. По сигналу из блока 7 управления, поступающему на вход блока 6 памяти, в счетчик 9 результата записывается начальное число ))р, Блок 7 управления может разрешать и запрещать прохождение импульсной последовательности с выхода УДЧ 2 и с выхода блока 4 через элемент 2ИИЛИ 8. Д.ля определенности, пусть вначале счетчик результата 9 работает в режиме сложения, элемент 2И-ИЛИ 8 разрешает прохождение только импульсной последовательности с выхода блока 4, который работает в режиме вычитания импульсных последовательностей, На вход счетчика 13 поступает импульсная последовательность с частотой 1о. За некоторое время t в счетчике 13 записывается число Частота на выходе блока 4 (работающего в режиме вычитания) 4= о-4- (2) -Ъ Частота, поступающая с выхода элемента ИЛИ 1, у (a+ y ) g (3) 5 960840 6 линейную части формулы, и, следовательчастота, поступающая с выхода но, можно изменять кривизну аппроксими10» руюшей функции, т.е. с необходимой точ« коэффициент йеления У Ч 2 на эфф ци йе"ения YD, f 2 на постыл приближаться к аппроксимируемой ») -м Участке аппРоксимации; функции. Коэффициент Ky.; также выбирает коэффициент пе фф циент пересчета счетчи- ся иэ условия обеспечения наилучшего ков УДЧ 1. приближения функции. В известном устройстве для увеличения точности необходимо увеличить копи(4 ) 1Е чество участков аппроксимации, В том случае, когда блоком 7 управления .размещено прохожйение через элемент 2И-ИЛИ 8 импульсной последовательности-с выхода блока 4, работаю-15 щего в режиме вычитания, и импульсной последовательности с выхода УДЧ- 2 формула преобразования имеет вий где —— fo КМИ 4И Тогда м N1 1О z о 2й „K„ Nt1)< или.Ф <-N t«nMVn И (К И »»1 g+ и l )4»»» о 4+ fptJ Н < (5) 1 = — 1 р.(6) 2S 2ï "1и м о и-1 (7 ) у, Ио)и оА - )) (N (+ 1 )tz»ll »ot» i И11 О 1 На вход счетчика 9 результата поступают импульсы с частотой 3а период времени с т.n „ao t и в счетчике 9 результата фиксируется число <-Й В )и 4 »»11)Д(Уо ) -„ P= O1" К „ Н(, t И „) где йо„- конец предыдущего участка an 3S проксимации по функции. Мы рассмотрели работу на произвольном И -м участке аппроксимации. Общая формула преобразования имеет В формуле (8) знак + обозначает, что счетчик 9 результата работает в режиме сложения (при возрастающем изменении функции), знак "-" - в режиме вычитания (при убывающем изменении функ ции). Формула наглядно показывает, что в укаэанном преобразователе совмещены преимущества нелинейной (часть д фор-. мулы 8) и линейной (часть о формулы 8) аппроксимации. Изменяя коэффициент К1 оказывают влияние на линейную и нен,+х " к(+ — ".)ь "-"» ) = "ь " »lm+f t. В данном случае дпя воспроизведения заданной функции применяется нелинейная аппроксимация и необходимая точность аппроксимации обеспечивается выбором соответствующих коэффициентов )С, и К 1 . Устройство обеспечивает воэможность и линейной аппроксимации. В этом случае блок 7 управления запрещает прохождение через элемент 2И-ИЛИ 8 импульс« ной последовательности с выхойа блока 4 и разрешает прохождение импульсной последовательности с выхода УДЧ 2. Формула преобразования в этом случае имеет вид Аналогично работает преобразователь и в. том случае, когда сигнапом с выхода блока 7 управления блок 4 работает в ,режиме сложения, Формулы преобразова— ния в э2)ом случае имеют вид 8 счетчиков, первый вход блока управпесоединен с входом пуска преобраэовая, второй вход бпока управления — с первым выходом дешифратора, второй вход 5 которого соединен с информационным входом блока памяти, управпяюший вход кото- рого соединен с первым выходом бпока управпения, о т п и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью повышения точности воспро о изведения функций, в него введены вторая группа эпементов И, второй эпемент ИЛИ, импупьсный сумматор, импульсный сумматор-вычитатепь, эпемент 2И-ИЛИ, управляемый депитепь частоты и ревер15 сивный счетчик реэупьrara, вход записи которого соединен с первым выходом бпока памяти, второй выход которого соединен с первыми входами эпементов И второй группы, вторые входы и выходы кото20 рых соединены соответственно с выходами первого счетчика и входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами импульсного сумматора и эпемента 2И-ИЛИ, второй, третий 5 и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом импупьсного сумматора-вычитатепя, вторым и третьим выходами блоке управления, первый выход которого соединен с установочными 30 входами первого и второго счетчиков, управпяемого депитепя частоты и реверсивного счетчика результата, вход управпения режимом и счетный вход которого соединены соответственно с четвертыж 55 выходом блока управпения и выходом бпока у правпя емогî Ае пи те пя час тоты, управляющийй и счетный входы которого соединены соответственно с третьим выходом 6g a памяти и выходом эпемента 2И4п ИЛИ, выход импупьсного сумматора-вычитатепя соединен с вторым входом импупьсного сумматора, выход которого соединен сосчетным входомвторогосчетчика,выход . первого элемента ИЛИ соединен с первым 45 входом импупьсного сумматора-вычитателя, управпяющий вход которого соединен с пятым выходом бпока управпения, вход первого счетчика — с входом тактовой частоты преобразователя и вторым вхо56 дом импульсного сумматора-вычи тате ля..,Ял „, „. е P qq=q qK q Ф. К„„ " и1- о I для случая, когда через эпемент 2И-ИЛИ 8 проходят обе импульсные последовательности, Узлы аппроксимации определяются с помощью счетчика 13 и дешифратора 5 По сигналу с дешифратора 5 блоком 7 управления в начале каждого участка аппроксимации устанавливаются требуемые режимы работы блоков устройства и по-, дается кодовая комбинация иэ бпока 6 памяти на управляющие входы управпяемых делителей частоты, чем обеспечивается требуемый коэффициент депения этих депитепей. В устройстве, кроме того, предусмотрена возможность комбинирования разпич ных режимов работы на разных участках аппроксимации. Зпементы задержки, обеспечивающие несовпадение во времени, где это необ-, ходимо, импульсов импульсных поспедо ватепьностей,входят в состав импупьсных сумматора и сумматора-вычитатепя. Таким образом, предлагаемый функциональный преобраэоватепь, по сравнению с известным, обладает значительно боль- шими функциональными возможностями, так как воспроизведение заданных функциональных зависимостей может производиться комбинацией непинейной и линейной аппроксимации, а также при помощи чисто нелинейной и чисто линейной ап проксимации, тогда как в известиям устройстве предусмотрена топька линейная аппроксимация функций, и позвопяет обеспечить значительно большую точность воспроизведения широкого кпасса функций, Ф орму па изобретения 7" 960840 дпя случая, когда через элемент 2И-ИЛИ 8 не проходит импульсная последователь- ния ность с выхода УД,Ч 2, и теп 1. Частотно-импупьсный функционапьный преобразователь, содержащий бпок памяти, дешифратор, два счетчика, первую группу элементов И и первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с выхода-5 ми элемента И первой группы, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второ2. Преобразоватепь по и. 1, о т и и— ч а ю ш и и с я тем, что бпок управпения содержит группу эпементов НЕ, коммутатор; формирователь импульсов и четыре эпемента ИЛИ, входы которых соединены с выходами коммутатора, первая группа входов которого соединена с выхо. дами элементов НЕ группы, входы кото1П 9 960840 рых соединены со второй группой вхо- го, четвертого и первого элементов дов коммутатора и вторым входом бпока ИЛИ. управления, первый вход которого соеди- Источники информации, нен с входом формирователь импуль- принятые во внимание при экспертизе сов, выход которого подключен к 1. Авторское свидетельство СССР первому вь.ходу блока управления, вто- № 369683, кп. Н 03 К 3/72, 1971, рой третий, четвертый и пятый вы- 2. Авторское свидетепьство СССР ходы которого соединены соответсс- ¹ 543945, кл. G 06 F 15/34, 1977 венно с выходами второго, третье- (прототип). 960840 и ко о м Составитепь А. Зорин Редактор И, Никопайчук Техред Т,Фанта Корректор М. немчик Ф Заказ 7285/60 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий 1 1 3 03 5, Москва, Ж-3 5, Раушская наб„д. 4/5 Фипиап ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4
