Дифференцирующее устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.12.82 Л.А.Майборода, А.Н,Веревкин, Л.Г.,Беляков и И.В.Ярополов 72) Авторы изобретения(54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к вычислительной технике.Известны устройства, в которых производная определяется сравнением кодов, относящихся к соседним интер- в.алам времени 1 и 2 .В одном из этих устройств входной сигнал, представленный частотно- импульсной последовательностью, ин. тегрируется на соседних равных интервалах времени с помощью реверсивного счетчика. Код, получаемый в конце четных интервалов времени, соответствует сглаженному значению производной 1.Недостаток устройства - невозможность работы с входными сигналами, представленными число-импульсным кодом. Кроме того, устройство обладает невысокой точностью из-за запаздывания, соответствующего наличию двух интервалов осреднения.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дифференцирующее устройство, содержащее реверсивный счетчик, регистр, генератор импульсов, триггер, формирователь импульсов и элемент задержки. Устройство вырабатывает значение производной в результате интегрирования импульсной последовательности на двух соседних интервалах и выделения разности2).Недостатком этого устройства также является невысокая точность, обусловленная наличием запаздывания в формировании производной.Цель изобретения -. повышение точности.поставленная цель достигается тем, что дифференцирующее устройство,содержащее счетчик, регистр и триггер, первый выход которого через формирователь импульсов связан с входом записи регистра и с входом элемента задержки, содержит накапливакиций сумматор и коммутатор, число каналов кото" рого равно числу разрядов счетчика, причем каждый канал коммутатора состоит из двух элементов И и одного элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И, а выход является выходом соответствующего канала коммутатора, вход устройства соединен с входом младшего разряда накапливающего сумматора и с первыми входами элементов И коммутатора, вторые входы первых элементов И всех каналов коммутатора соединены с первым входом триггера, а их третьи входы - синверсными выходами разрядов счетчика. соответствующих номеров, вторыевходы вторых элементов И всех каналов коммутатора соединены с вторымвходом триггера,а их третьи входы - спрямыми выходами соответствующих разря дов счетчика; выход 1-го канала коммутатора соединен с входом (1+1)-горазряда накапливающего сумматора,управляющие входы "Вычитание", "Сложение" и "Обнуление" накапливающего 1 Осумматора подключены соответственнок первому и второму выходам триггераи к выходу элемента задержки, выходнакапливающего сумматора соединен синформационным входом регистра, выход которого является выходом устройства, вход счетчика соединен с шинойтактовых импульсов, а выход переполнения счетчика соединен с входомтриггера. 20На чертеже представлена схема устройства,Устройство содержит регистр 1,накапливающий сумматор 2, коммутатор3, счетчик 4, элемент задержки 5,триггер б, Формирователь 7 импульсов.Позицией 8 обозначен информационныйвход устройства, а 9 - шина тактовыхимпульсов, Устройство содержит такжепервый и второй элементы И 10 и 11,элемент ИЛИ 12,Устройство работает следующим образом.На вход 8 поступают пачки импульсов, число импульсов в пачке соответствует зйачению входной функции К(1)в данный момент,Вычисление производной базируетсяна соотношениит/гГ (с) = К й 1(х+1) Й 1,40тр.которое воспроизводится в устройствев дискретной форме. Для этого накапливающий сумматор 2 имеет нескольковходов для изменения весового коэффициента, с которых производится счетимпульсов. Величина весового коэффициента определяется положениемканалов коммутатора 3.В начальный момент регистр 1,сумматор 2 и счетчик 4 обнулены: сумматор 2 находится в режиме вычитания,триггер б в единичном состоянии,элементы И коммутатора З,соединенные с инверсными выходами разрядов счетчика 4,открыты и входной сигнал умножения в сумматоре 2 на (2-1).Первый импульс со стробирующего входа прибавит единицу к содержимому счетчика, а для инверсныхвыходов это равносильно вычитаниюединицы, Элемент ЗИ-ЗИИЛИ с номером 60закроется, Вычитание продолжается,но уже с коэффициентом (21-3). Следующий импульс со стробирующего входа опять прибавит единицу к содержимому счетчика 4 и т.д. После запол нения счетчика 4 закрываются все элементы И, соедиенние с инверсными выходами разрядов счетчика 4. Сумматор 2 вычтет последний член с коэффициентом 1. Очередной импульс со входа 9переполнит и обнулит счетчик 4Импульс с выхода переполнения счетчика4 переключит триггер б в нулевоесостояние, Сигнал с выхода триггераб установит "суммирующий" режим сумматора 2. Начнется суммирование входных сигнапов сначала с коэффициента 1, а затем, по мере заполнения счетчика, откроются элементы И коммутатора 3, соединенные с прямыми выходами разрядов счетчика, и суммирование продолжается уже с коэффициентами 3,5 и т.д. до (21-1). Очередной импульс с выхода переполнения счетчика 4 переключит триггер б вединичное состояние. Сигнал с единичного выхода триггера б вновь включит"вычитающий" режим сумматора 2 иоткроет элементы И коммутатора 3,соединенные с инверсными выходамисчетчика 4. Передний фронт этогосигнала через формирователь 7 дастразрешение на прием информации с сумматора 2 на регистр 1,а затем послепереписи содержимого сумматора 2 врегистр 1 через элемент задержки 5 обнулит сумматор 2. Несмотря на то,чтоцепи начальной установки отсутствуют,устройство приходит в исходное состояние в худшем случае через время, равное циклу вычисления производной.Технико-экономический эффект от использования изобретения обусловлен повышением точности дифференцирования, а также расширением функциональных воэможностей, связанных с дифференцированием как число-импульсных, так и частотно-импульсных сигналов.Формула изобретенияДифференцирующее устройство, содержащее счетчик, регистр и триггер, первый выход которого через формирователь импульсов связан с входом записи регистра и с входом элемента за;держки, о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит накапливающий сумматор и коммутатор, число каналов которого равно числу разрядов счетчика, причем каждый каналкоммутатсра состоит из двух элементовИ и одного элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И, а выход является выходом соответствующего канала коммутатора, вход устройства соединен с входом младшего разряда накапливающего сумматораи с первыми входами элементов И коммутатора, вторые входы первых элементов И всех каналов коммутатораакаэ 9713/б Подписно В СССР 9 Тираж 731НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб. ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,и соединены с первым входом триггера,а их третьи входы - с инверсными выходами разрядов счетчика соответствующих номеров, вторые входы вторыхэлементов И всех каналов коммутаторасоединены с вторым входом триггера,а их третьи входы - с пряьнми выходами соответствующих разрядов счетчика, выход 1-го канала коммутаторасоединен с входом 1+1)-го разряданакапливающего сумматора, управляющие входы "Вычитание", "Сложение" и"Обнуление" накапливающего сумматораподключены соответственно к первому ивторому выходам триггера н к выходу элемента эацержки, выход накапливающего сумматора соединен с информационным входом регистра, выход которого является выходом устройства, входсчетчика соединен с шиной тактовыхимпульсов, а выход переполнения счетчика соединен с входом триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеО 1. Авторское свидетельство СССРР 351159, кл. С 01 Р 15/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССР9 711586, кл. 6 06 Г 7/18, 1977