Устройство для измерения фазовой погрешности вычислительных систем

769553 О П ИЗ Союз СоветскихСоциалистически . Республик ЕТЕН ИЯ ТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬ С(43) Опубликовано 07.10.80. Бюлле енный комитет Госуда СССРм изобретений 53) УДК 681,14.10.80 45) Дата опубликования описания 2) Авторы нзобретеви Ю. Иванов и А. П. Меркулов нецкий ордена Трудового Красного Знаме политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ фАЗОВОПОГРЕШНОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для анализа фазовых погрешностей решения на вычислительных. системах задач, описываемых системами обыкновенных дифференциальных уравнений.Известно устройство для гармонического анализа, содержащее цифро-аналоговый гетербдин, цифровой блок изменения фазы, блок перемножения, блок выделения постоянной составляющей и экстремальный блок, причем вход гетеродина соединен с выходом блока изменения фазы, а выход - с первым входом блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом исследуемого устройства, Выход блока перемножения заведен на вход блока выделения постоянной составляющей, выход которого соединен со входом экстремального блока. Входом устройства является второй вход блока перемножения, а выходом - выход экстремального блока 11.Основным недостатком данного устрой. ства является итеративность процесса измерения фазы из-за пошагового задания кода фазы в счетчике цифро-аналогового преобразователя и блока изменения фазы, что приводит к значительным временным затратам при однократном измерении фазы исследуемого сигнала. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для оценки точности работы операционных усилителей, содержащее гармонический осциллятор, блок сравнения, цифровой блок управления и обработки, блок цифро-аналоговых преобразователей, цифро-аналоговый преобразователь, блок коммутации, два масштабных блока и блок 1 О управления осциллятором, причем выходыцифрового блока управления и обработки соответственно соединены со входом блока цифро-аналоговых преобразователей, со входом цифро-аналогового преобразователя, со входом блока коммутации, выход блока,цифро-аналоговых преобразователей соединен со входом первого масштабного блока, выход цифро-аналогового преобразователя соединен с одним из входов блока 20 сравнения, выход первого масштабнотоблока соединен со входом блока коммутации, входы и выходы блока коммутацип соответственно соединены со входами н выходами контролируемого блока операционных уси лителей, гармонического осциллятора, блока управления осциллятором, кроме того, выход блока коммутации соединен со входом второго масштабного блока, выход которого соединен со вторым входом блока ЗО сравнения, а выход блока сравнения соеди5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 г 15 нен со входом цифрового блока управленияи обработки 2.К недостаткам данного устройства следует отнести, во-первых, необходимость дополнительных расчетов при определении фазовой погрешности, учитывающих фазовыепогрешности эталонных усилителей гармонического, осциллятора.,Во-вторых, дляоценки фазовой погрешности на данномустройстве необходимо в качестве эталонного иметь операционный усилитель иливычислительное устройство, идентичное проверяемому. Кроме того, отсутствует возможность анализа погрешностей замкнутого вычислительното контура, в частности аналого-цифрового, так как проверяются лишьотдельные операционные элементы.Целью изобретения является расширение класса,решаемых задач и повышениебыстродействия при измерении фазовых погрешностей вычислительных систем (устройств) .Для достижения поставленной цели вустройство, содержащее генератор гармонических колебаний, вход которого ивляет:я входом запуска улстройства, введены двакомпаратора, суммирующий счетчик, дваэлемента ИЛИ, элемент И, генератор тактовых импульсов, блок индикации, триггер,формирователь импульса сброса, выход генератора тактовых импулысов соединен спервым входом элемента И, выход которого подключен ко входу суммирующего счетчика, выход которого соединен со входомблока индикации, выход первого элементаИЛИ подключен к счетному входу триггера,выход которого соединен со вторым входомэлемента И, выход формирователя импульса сброса подключен ко входу сброса триггера и .к первому входу второго элементаИЛИ, выход которого соединен со входомсброса суммирующего счетчика, второйвход второго элеМента ИЛИ, объединен совходом генератора гармонических 1 колеба-.ний, выход которого подключен ко входупервого компаратора, выход которото подключен к первому входу первого элеменгаИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, вход которогоявляется, входом устройства,На чертеже представлена блок. схемаустройства,, Устройство содержит генератор гармонических колебаний (гармонический осциллятор) 1, первый компаратор 2, второй компаратор 3, первый элемент ИЛИ 4, триггер (со счетным входом) 5, элемент И б, генератор тактовых импульсов 7, второй элемент ИЛИ 8, суммирующий счетчик 9 и блокиндикации,10, а также формирователь им,пульса сброса П. Кроме того, на блок-схеме показана проверяемая вычислительнаясистема 12. Первый (управляющий) выходсистемы 12 соединен со входом генератора/ и папатллл якапаъг палаллто ТЛ ГТЛ Я ата рой вход которого соединен с выходом формирователя И, заведенным также на второй вход (вход установки в ноль) триггера 5. Выход генератора 1 соединен со входом компаратора 2, а второй (айалотовый) выход системы 12 - оо;входом компаратора 3. Выходы компараторов 2 и 3 заведены на вход элемента.ИЛИ 4, выход которого соединен с первым (счетным) входом триггера 5. Выходы триггера 5 и генератора 7 заведены на входы элемента И б, выход которого соединен с первым (суммирующим) входом счетчика 9. Второй вход (установки в ноль) счетчика 9 соединен с выходом элемента ИЛИ 8, а выход - со входом бло. ка 10,ЮВходами устройства являются, входы генератора 1 и компаратора 3, а выходом - показания индикаторов блока 10.Устройство работает следующим образом.Перед началом измерений триггер 5 и счетчик 9 сигналом от формирователя 11 через элемент ИЛИ 8 устанавливаются в ноль. Сигнал запуока (начала интегрирования) системы 12 запускает генератор 1, в котором решается уравнение видаГ +вУ=О,а также операционную часть системы 12, решающую то же уравнение. При прохождении одной издвух измеряемых величин (от аналогового, выхода системы 12 или от выхода генератора 1) через нулевое значение на, выходе одного из компараторов вырабатывается сигеал, который через элемент ИЛИ 4 устанавливает в единичное состояние триггер 5. Выход триггера 5 через элемент И б разрешает прохождение на суммирующий вход счетчика 9 временных импульсов от генератора 7. При прохождении второй из контролируемых величин через нулевое значение на выходе второго из компараторов вырабатьгвается сигнал, устанавливающий триггер 5 в нулевое состояние. через элемент ИЛИ 4. Выход триггера 5 через элемент И б запрещает прохождение на суммирующий вход счетчика 9 импульсов от генератора 7. Таким образом, в счетчике 9 фиксируется число импульсов, соответствующее модулю временного запаздывания или фазового сдвига выхода системы,12 относительно эталонного блока (генератор 1) за один полупериод гармонического сигнала, являющегося решением уравнения (1),Блок индикации 10 производит дешифрацию кода, содержащегося в счетчике 9 с последующей выдачей информации оператору.Предлагаемое устройство позволяет производить измерение фазовой погрешности моделирования различного рода вычисли-тельных систем (устройств) при решении запад апиалталаъглл абл 1 кчоааллчлгчи чийЪа769553 Формула изобретения Соствитель,А. БарановТекред И. Заболотнова Корректор И. Осиновская Редактор О, Филиппова Заказ 1288/1296 Изд Ъо 485 Тираж 772 Подписное1.1 ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент ренциальными уравнениями или их системами, на основании которой можно без пробных решений задачи моделирования определять характерные параметры вычислительного процесса. В частностивозможна оценка временной задержки аналогоцифровой,вычислительной системы, вносимая цифровой частью, на основе которой выбирается допустимое значение шага интегрирования. Устройство может использоваться для профилактического контроля аппаратуры аналого-цифровых вычислительных систем и систем непосредственного цифр о во го упр ав лен и я. Устройство для измерения фазовой погрешности вычислительных систем, содержащее генератор гармонических колебаний, вход которого является, входом запуска устройства, отл ич а ющее ся тем, что, с целью распгирения класса решаемых задач и повышения быстродействия, в него введены два компаратора, суммирующий счетчик, два элемента ИЛИ, элемент И, генератор тактовых импульсов, блок индикации, триггер, формирователь импульса .сброса, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым, входом элемента И, выход которого подключен ко входу,суммирующего счетчика, выход которого соединен со входом блока индикации, выход первого элемента ИЛИ подключен к счетному входу триггера, выход которого соединен со вторым входом элемента И, выход формирователя импульса сброса подключен ко входу сброса триггера и к первому входу второго элемента.ИЛИ, выход которого соеди нен со,входом сброса суммирующего счетчика, второй вход второго элемента ИЛИ объединен со входом генератора гармонических колебаний, выход которого подключен ко входу первого компаратора, выход ко торого подключен к первому входу первогоэлемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, вход которого является, входом устройства,20 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Гольденберг Ф. Д. и Розенов В. ИАналого-цифровое устройство для гармонического анализа. - Ъ Всесоюзная научно-тех 25 ническая конференция. Дальнейшее развитие аналоговой и аналогоцифровой вычислительной техники. Тезисы докладов, М.,1977,2, Авторское свидетельство СССРЗО437107, кл. б Об Л 1/ОО, 1977 (прототип).