Вычислительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПИСА РЕТ К ачения произв гнала вырабать с вне наче вые моменты вре СЛ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт электроники АН БССР (72) Б. А. Железко, В. Н, Пихун и А, Г. Устинов(56) Авторское свидетельство СССР В 236855, кл. С 06 С 7/02, 968.Авторское свидетельство СССР В 1029193, кл, С 06 1 3/00, 1983. (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычис лительной технике и может быть использовано в различных системах об работки информации. Цель изобретения - расширение функциональных во ЯО 13108 С 06 3 3 00 С 06 Р 15/36 можностей за счет фиксации моментоввремени появления экстремумов. Устройство содержит аналого-цифровойпреобразователь 1, два сумматора 3и 4, делитель 5 частоты, два элемента задержки 6,15, три формирователя7-9 импульсов, четыре элемента И 1013, четыре элемента ИЛИ 16 - 19, дваблока 20 и 21 элементов И, пять регистров 22 - 26, аналоговый и цифровой входы, выходы фиксации типа экстремума, его величины и моментоввремени появления, а также текущего нои. Характеристики аются в результате й сигнала в тактони 1 ил1 31085Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в различных системах обработки информации.Цель изобретения - расширение5функциональных возможностей за счетфиксации моментов времени появленияэкстремумов,На чертеже схематически представлено устройство, 10Вычислительное устройство содержит аналого-цифровой преобразователь(АЦП) 1, аналоговый вход 2, первыйи второй сумматоры 3 и 4, делитель 5частоты, первый элемент задержки 6, 15с первого по третий формирователиимпульсов 7-9, третий 10, второй 11,четвертый 12 и первый 13 элементы И,счетчик 14, второй элемент задержки15, третий 16, первый 17, второй 18, 20четвертый 19 элементы ИЛИ, первый 20и второй 21 блоки элементов И, первый22, второй 23, пятый 24, третий 25и четвертый 26 регистры, цифровойIвход 27, выходы 28 и 29 индикации:.максимума и минимума соответственно,выход 30 значения экстремума, выход31 значения производной, выход 32момента времени экстремума.Формирователи импульсов 8 и 9 ЗОмогут быть выполнены аналогично известным," .Устройство работает следующимобразом.В текущий момент времени, соответствующий окончанию преобразованиявходного сигнала в код преобразователе 1, на первый вход первого сумматора 2 поступает параллельный цифровой код входного сигнала, Одновременно с этим сигнал окончания преобразования поступает на вход делителя 5 частбты,По этому сигналу разрешается считывание информации из первого регистра 22 на вход сумматора 3 и сумматора 4, Таким образом, на первый сумматор 3 поступает текущая информация из АЦП и информация, выделеннаяим в предыдущем такте, На цифровом 50выходе первого сумматора 3, работающего в режиме вычитания, получаетсяприращение входного сигнала, которое подается на выход 31,Экстремальные значения входного сигнала определяются по моментам изменения знака производной входнОго сигнала следующим образом. 9 2Пусть входной сигнал положительный (в знаковом разряде первого регистра 22 - нуль). 11 ри изменениизнака производной с положительногона отрицательный (в знаковом разряде первого сумматора 3 переход изнуля в единицу) положительный импульс с выхода формирователя 7 через элемент И 13 и элемент ИЛИ 17поступает на выход 28 сигнала дости"жения максимума и через элементИЛИ 16 - на первый блок 20 элементовИ, разрешая съем кода максимальногозначения входного сигнала с регистра 22 на выход 30 устройства, ичерез элемент ИЛИ 19 - на второйблок 21 элементов И, разрешая съемкода момента времени максимальногозначения входного сигнала со счетчика 14 через второй блок 21 элементов И на выход 32. Импульс поступает также на первый вход пятого элемента И 14, первый вход второго формирователя 8 импульсов и на входсчитывания регистра 23, в которомхранится текущее значение глобального максимума. Это значение поступает на вход сумматора 4, работающего в режиме вычитания, и на выходезнакового разряда сумматора появляется знак сравнения текущего глобального максимума с максимумом, определенным в данный момент времени,Если максимум больше текущегбглобального максимума (т,е, максимумявляется глобальным на данном отрезке) и его необходимо записать в регистр 23, то разница положительна ина инверсном выходе знакового разряда сумматора 4 появляется минус(высокий потенциал), который разрешает прохождение импульса через второй формирователь 8 импульсов. Этотимпульс поступает на входы записирегистра 23, а также регистра 25, вкотором находится значение моментавремени появления глобального максимума,Если максимум меньше текущего глобального максимума, то низкий потенциал с инверсного выхода знаковогоразряда сумматора 4 запрещает прохождение импульса через второй формирователь 8 импульсов и перезапись информации в регистрах 23 и 25 не происходит,При изменении знака производнойс отрицательного на положительный импульс с формирователя 7 через эле3 13108 мент И 2 и элемент ИЛИ 18 поступает на выход 29 сигнала достижения минимума и через элемент ИЛИ 16 - на первый блок 20 элементов И, разрешая съем минимального значения входного сигнала с первого регистра 22, и через элемент ИЛИ 19 - на второй блок 21 элементов И, разрешая съем момента времени минимального значения -. входного сигнала со счетчика 14, Им пульс поступает также на первый вход формирователя 9 импульсов и на вход считывания регистра 24, в котором хранится текущее значение глобального минимума, Это значение поступа ет на второй вход сумматора 4 и на выходе знакового разряда сумматора появляется знак сравнения текущего глобального минимума с минимумом, определенным в данный момент време ни.Если минимум меньше текущего глобального минимума, т,е, минимум является глобальным на данном отрезке и необходимо его записать в регистр 25 24, то разница отрицательна и на пря мом выходе знакового разряда сумматора 4 появляется минус (высокий потенциал), благодаря которому импульс поступает на входы записи регистра 30 24, а также регистра 26, в котором находится значение положения глобального минимума.Аналогичным образом работает устройство при отрицательном входном сигнале. 59 4сумматора появляется знак сравнениятекущего глобального максимума смаксимумом, определенным в данныймомент времени,Если максимум больше текущегоглобального максимума, то разницаположительна и с формирователя 8 импульс поступает на входы записи регистров 23 и 25.Аналогично работает устройствопри изменении знака производной сотрицательного на положительный,Когда на выходе переполнениясчетчика 14 появляется импульс, интересующий интервал преобразованиявходного сигнала закончен, Этот импульс закрывает информационные выходы счетчика и поступает на вход считывания регистра 25, где хранитсямомент времени глобального максимума, и через первый вход четвертогоэлемента ИЛИ 19 - на вход блока 21элементов И, разрешая выдачу этогозначения, Через элемент задержки 15импульс переполнения поступает навход считывания регистра 26, гдехранится время глобального минимума, и через второй вход элементаИЛИ 19 - на вход блока 21 элементовИ, разрешая выдачу этого значенияиз устройства, Таким образом, происходит идентификация значений максимума и минимума на глобальность,Формула и з о б р е т е н и яВходной сигнал принимает максимальное значение (по абсолютной величине) при изменении знака производной с отрицательного на положительный (в знаковом разряде сумматора 3 переход из единицы в нуль). При этом появляется импульс с выхода фор" мирователя 7 через элемент И 10 (в знаковом разряде первого регист- ра 22 - единица) и элемент ИЛИ 17 поступает на выход 28 сигнала достижения максимума и через первый элемент ИЛИ 16 - на первый блок 20 элементов И, разрешая съем кода максимального значения входного сигнала с регистра 22, и через элемент ИЛИ 19 - на блок 21 элементов И, разрешая съем кода момента времени макси маяьного значения входного сигнала со счетчика 14, Значение глобального максимума поступает на вход сумматора 4 и на выходе знакового разряда Вычислительное устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого является аналоговым информационным входом устройства, а информационный выход, подключенный к информационному входу первого регистра, - цифровым информационным входом устройства, делитель частоты, вход которого соединен с выходом окончания преобразования аналого-цифрового преобразователя, а выход - с входом считывания первого регистра и через первый элемент задержки - с входом записи первого регистра, информационный выход которого соединен с информационным входом второго регистра, первый сумматор, первый информационный вход которого соединен с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, информационный выход является выходом производной устройства, а прямой знаковый выход соеСоставитель Г, ОсиповРедактор Н. Горват Техред И,Ходанич Корректор М. Пожо Заказ 1894/47 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 13 динен с входом первого формирователя импульсов, выход индикации отрицательного знака которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, а выход индикации полбжительного знака которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов Й, выходы первого и третьего элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ а выходы второго и четвертого - с входами второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ являются выходами индикации мксимума и минимума устройства соответственно и соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого блока И, информационный вход которого соединен с вторым информационным входом первого сумматора, а выход является выходом значения экстремума устройства, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет фиксации момента времени появления экстремумов, устройство содержит второй сумматор, третий, четвертый и пятый регистры, счетчик, второй элемент задержки, второй блок элементов И, четвертый элемент ИЛИ, второй и третий формирователи импульсов, при этом выход делителя частоты соединен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом сброса счетчика, с входом считывания третьего регистра с первым входом четвертого элемента ИЛИ и через второй элемент задержки - с входом считывания четвертого регистра и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, информационные входы третьего и четвертого 10859 брегистров соединены с информационнымвыходом счетчика, выходы третьегои четвертого регистров и выход счетчика соединены с информационным входом второго блока элементов И, управляющий вход которого подключен квыходу четвертого элемента ИЛИ, авыход является выходом момента времени появления экстремума, информа ционный выход первого регистра соединен с информационным входом пятого регистра, вторым информационнымвходом первого сумматора и первыминформационным входом второго сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходами второго ипятого регистров, прямой знаковыйвыход первого регистра соединен свторыми входами второго и третьего 20 элементов И, а его инверсный знаковый выход - с вторыми входами первого и четвертого элементов И, выход первого элемента ИЛИ соединен синформационным входом второго форми рователя импульсов, выход второгоэлемента ИЛИ - с информационнымвходом третьего формирователя импульсов, входы разрешения которыхподключены соответственно к инверсно му и прямому знаковым выходам второгосумматора, выход второго формирователя импульсов соединен с входамизаписи второго и третьего регистров,1 а выход третьего формирователя - с 35 входами записи четвертого и пятогоегистров, вход стробирования первого сумматора соединен с выходом делителя частоты, выход третьегоэлемента ИЛИ соединен с третьим 40 входом четвертого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементовИЛИ соединеныс входамисчитывания соот -ветственно второго и пятого регистров.