Устройство для воспроизведения функций

Э СОВЕТСКИХкпюалили еси СПУБЛИН Е а 11 СЮ С.06 Р 15/ ИТЕТ СССР ИОТКРЫТИЙ В,ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕН ОПИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРСИОМУ СЗИДЕТЕЛ(56) 1, Мельников А.А. Испольэние двоичного делителя частоты дполнения арифметических операцСборник "Автоматика и вычислиттехника". К.,1972, В 6, с, 7рис, 5.2. Авторское свидетельУ 993289, кл. С 06 С 7/263. Авторское свидетельУ 560233, кл. С 06 Г 15/3(прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ, содержащее преобразователи код - частота, первь 1 й из которых подключен выходом к первомувходу первого элемента И, частотнымвходом - к шине ввода первой опорнойчастоты, а кодовым входом - к выходу блока вычитания, соединенйого первым входом с шиной ввода кода масштаба, а вторым входом - с выходомпЕрвого реверсивного счетчика и ко"довым входом второго преобразователя код - частота, подключенного частотным входом к шине ввода второйопорноф частоты, а выходом - к вычитающему входу первого реверсивго счетчика, соединенного суммйрсНИЯ 1 1 щим входом с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к шине ввода аргумента, причем выход третьего преобразователякод - частота подключен к первомувходу второго элемента И, а выходчетвертого преобразователя код -частота соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика,выход которого является выходомустройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности функционального кодирования широтно-импульсных сигналов, в неговведены пятый преобразователь код "частота й элемент ИЛИ, подключенныйвыходом к суммируннцему входу второгореверсивного счетчика, первым и вто-:рым входами - к выходам второго и пятого преобразователей код-частота соответственно, а третьим входом - к выходу второго элемента И,соединенного вторым входом с шинойввода аргумента, причем кодовыевходы третьего и пятого преобраэо;вателей, код - частота подключены кшине ввода кода масштаба, выход второго реверсивного счетчика соединенс кодовым входом четвертого преобразователя код - частота, а частотныевходы третьего, пятого и четвертогопреобразователей код " частота подключены к пинам ввода третьей, четвертой и пятой опорных частот соответственно.1117647 15 30 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при выполненииопераций нелинейного преобразованияЬИМ-сигнала в код. 5Известно устройство для воспроизведения функций, содержащее счетчи-,.ки импульсов, два из которых включены как делители частоты один изних - управляемый ), а два других 1 Овыполняют интегрирование импульсныхпоследовательностей. Устройство позволяет выполнять логарифмическоекодирование широтно-импульсных сигналов 1 ,Недостатками устройства являютсяограниченный класс воспроизводимыхф нкций низкая помехоустойчивостьфу ки малый динамический диапазон.Известно также устройство длявоспроизведения функций, содержащеедва полиномиальных преобразователяотносительной длительности импульсов, управляемые делители напряжения,амплитудные выпрямители, ключи, блоквычитания и управляемый генератор 23.Недостатком данного устройстваявляется пониженная инструментальная точность преобразования.Наиболее близко к изобретениюустройство для воспроизведенияФункций, содержащее преобразователикод - частота, первый из которых подключен выходом к первому входу первого элемента И, частотным входом - кшине ввода первой опорнои частоты,ч35а кодовым входом - к выходу блокавычитания, соединенного первым входом с шиной ввода кода масштаба, авторым входом - с выходом первогореверсивного счетчика и кодовым 40входом второго преобразователя код "частота, подключенного частотнымвходом к шине ввода второй опорнойчастоты, а выходом - к вычитающемувходу первого реверсивного счетчика, 45соединенного суммирующим входом свыходом первого элемента И, второйвход которого подключен к шине ввода аргумента, причем выход третьегопреобразователя код - частота подключен к первому входу второго элемента И, а выход четвертого преобразователя код - частота соединенс вычитающим входом второго реверсивного счетчика, выход которого является выходом устройства и подключен к первому входу второго блокавычитания, соединенного вторым вхо)дом с выходом третьего реверсивного счетчика и кодовым входом четвертогопреобразователя код-частота, а выходом - с кодовым входом третьегопреобразователя код - частота, подключенного частотным входом к шиневвода первой опорной частоты, причем второй элемент И соединен вторымвходом через элемент НЕ с шиной вводааргумента, а выходом - с суммирующим входом третьего реверсивногосчетчика, подключенного вычитающимвходом к выходу четвертого преобразователя код - частота, соединенного частотным входом с шиной ввода второй опорной частоты, а выходвторого преобразователя код - частота подключен к суммирующему входувторого реверсивного счетчика 3 1.Недостаток известного устройства - пониженная точность функционального, в частности логарифмического, кодирования широтно-импульсных сигналов, обусловленная использованием в качестве аппроксимирующего выражения отношения двух простых дробей, позволяющего достаточно эффективно аппроксимировать только тангенсную зависимость,Целью изобретения является повышение точности функционального,в частности логарифмического, кодирования широтно-импульсных сигналов.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для воспроизведения функций, содержащее преобразователи код " частота, первый иэкоторых подключен выходом к первому входу первого элемента И, частотным входом - к шине ввода первойопорной частоты, а кодовым входом -к выходу блока вычитания,соединенного первым входом с шиной ввода кода масштаба, а вторым входом - свыходом первого реверсивного счетчика и кодовым входом второго преобразователя код в .частота, подключенного частотным входом к шине вводавторой опорной частоты, а выходом -к вычитающему входу первого реверсивного счетчика, соединенного суммирующим входом с выходом первогоэлемента И, второй вход которогоподключен к шине ввода аргумента,причем выход третьего преобразователя код - частота подключен к первому входу второго элемента И, а выход четвертого преобразователя кодчастота соединен с вычитающим вхо1117647 4вы- ные значения которых пропорциональны й- соответствующим управляющим кодам.Первый же импульс, появившийся навыходе элемента И 7, записывается всчетчик 9, Преобразователь 2 начинаетвырабатывать импульсную последозао- тельность, так как управляющий имкод с выхода счетчика 9 отличен отнуля. Импульсная последовательность И, 10 с выхода преобразователя 2 поступаетна вычитающий вход счетчика 9 и напервый вход элемента ИЛИ 11. Одновременно код с выхода счетчика 9 поступает на вычитающий вход блока 6вычитания. При этом управляющий кодна преобразователе 1, равный разности между кодом масштаба и выходнымкодом счетчика 9, уменьшается, чтоприводит к уменьшению количества импульсов, поступающих на суммирующийвход счетчика 9 через элемент И 7во время действия широтно-импульсного сигнала аргумента. Аналогичноработает и реверсивный счетчик 10,в сети обратной связи которого включен преобразователь 4 код - частота,На суммирующий вход счетчика 10 поступает суммарная импульсная последовательность с выхода элементаИЛИ 11. дом второго реверсивного счетчика, ход которого является выходом устро ства, введены пятый преобразователь код - частота и элемент ИЛИ, подклю ченный выходом к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, первым и вторым входами - к выходам вт рого и пятого преобразователей код частота соответственно, а третьим входом - к выходу второго элемента соединенного вторым входом с шиной ввода аргумента, причем кодовые вхо ды третьего и пятого преобразовате" лей код - частота подключены к шине ввода кода масштаба, выход второго реверсивного счетчика соединен с ко довым входом четвертого преобразова теля код - частота, а частотные вхо ды третьего, пятого и четвертого преобразователей код - частота подключены к шинам ввода третьей, четвертой и пятой опорных частот соот" ветственно.На чертеже изображена блок-схема устройства для воспроизведенияфункций.Устройство содержит с первого по пятый преобразователи 1-5 код - час тота, блок 6 вычитания, первый и второй элементы И 7 и 8, первый и.второй реверсивные счетчики 9 и 10, элемент ИЛИ 11, шину 12 ввода аргумента, шины. 13-17 ввода с первой по пятую опорных частот и шину 18 ввода кода масштаба. Преобразователи код - частота, используемые в уст 35 ройстве, выполнены в виде двоичных умножителей частоты с динамическим частотным выходом.Устройство работает следующим об 40 разом.Пусть в исходный момент времени счетчики 9 и 10 обнулены. На шину 18 подается код масштаба, на шину 12 - широтно-импульсный сигнал с относительной длительностью 9, а на шины45 13-17 - соответственно импульсные последовательности опорных частот Хо - Г 5 , при этом, с целью исключения наложения импульсных сигналов, данные опорные последовательности должны быть сдвинуты по фазе одна относительно другой на время, равное или превышающее время срабатывания реверсивных счетчиков. Преобразователи 1-5 код - частота осуществляют 55 линейное преобразование кода в частоту, т,е. вырабатывают импульсные последовательности с частотами, сходВ основу работы устройства положен итерационный принцип усреднения импульсных потоков с использованием частотно-импульсной следящей системы, В качестве схемы сравнения, вырабатывающей сигнал рассогласования, используется реверсивный счетчик 10, с помощью которого осуществляется суммирование частот, вычитание и ин" тегрирование полученной разности с выдачей результата в виде двоичного кода. Кроме главного контура отрицательной обратной связи, имеется дополнительный контур на основе реверсивного счетчика 9. Условием динамического равновесия устрОйства является равенство приращений кодов суммирующих и вычитающих цепей в каждом реверсивном счетчике в течение периода следования широтноимпульсных сигналов аргумента, т.е. равенство средних значений частот импульсных последовательностей, поступающих на суммирующие и вычитающие входы счетчиков.Динамическое равновесие реверсивного счетчика 9 с учетом функционирования узлов 1,2,6 и 7 и поступаюИсходя из условия динамическогоравновесия частот1), ( 2 1 и ( 3 1,приходящих на суммирующий вход счетчика 1 О, и частоты, поступающей на 3 его вычитающий вход, выражение длявыходного кода устройства примет вид раж 698 Подписноерод, ул.Проектная, 4 5 1117647щих на них сигналов с шин 12,13,14и 16 будет при условииО Й-Й 9) и 99 и 9 огде йэ - выходной код счетчика 9;- разрядность преобразователей код - частота,откуда среднее значение частоты с 10выхода преобразователя 2, поступающей на первый вход элемента ИЛИ 1,определяется какр о 2 Ео 2 О02 Ео 16Средние значения частот, поступаащих на второй и. третий входы элемента ИЛИ 11 с выходов преобразователя 5 и элемента И 8 соответственно; рОравны. - о1-: - Я , 1 З 1Сумма частот Г, Г 2 и Г с выходаэлемента ИЛИ 11 поступает на суммирующий вход счетчика 10, на вычитающий,вход которого подается уравновешивающая частота с выхода преобраэовате- ЗОля 4. оз ое Е Е02 Еоа Нелинейное кодирование широтно- импульсных сигналов на основе аппроксимации закона преобразования выражением 14 1 позволяет повысить точность функционального преобразования по сравнению с известным устройством за счет уменьшения методической ошибки аппроксимации. В частности, рассмотренное устройство при соответствующих значениях коэффициентов аппроксимации, задаваемых отношени" ем опорных частот на шинах 13-17, позволяет выполнять логарифмическое преобразование в диапазоне изменения аргумента ( 1,000001 1,7828 ) при максимальной величийе приведенной погрешности аппроксимации, не превы" шающей 0,0223.