Устройство для воспроизведения функций

/556 хничеса (Леникий инсти.(72 Н.М лун ство ССС тво ССС 3 ВЕДЕНИЯ тся к авто ехнике и м бретен )числи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4101159/24-24 (22) 29.07.86 (46) 23,12.87. Бюл. У 47 (7) Ленинградский электро кий институт им. В.И.Ульян на) и Казахский политехнич тут им. В,И.Ленина ) Б.Р.Ракишев, И.К.Ку.Сафьянников и А.В.Петр (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетель Р 560233, 1974.Авторское свидетельс У 1117647, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРО ФУНКЦИЙ (57) Изо ие относи тике и вь тельной т/7 жет найти применение в системах предварительной обработки информации,Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счетобеспечения возможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции. Устройство содержит пять преобразователей 1-5 код - частота, два реверсивных счетчика 6, 7, четыре умножителя 19-22, сумматор-вычитатель 18,четыре элемента 8, 9, 23, 24 И и дваэлемента ИЛИ 1 О, 25, Поставленнаяцель достигается за счет более высокого качества аппроксимации. Крометого, в данном устройстве точностьвыше в 1,57 раза, а диапазон изменения аргумента шире в 1,16 раза, чемв прототипе. 1 ил.13615Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетнайти применение в системах предварительной обработки информации.5Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счетвозможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции.На чертеже представлена блок-схема устройстваУстройство содержит преобразователи 1-,5 код-частота реверсивныесчетчики 6-7, элементы И 8-9, элементИЛИ 10, входы 11 в 15 устройства, вы.ход 16 устройства., вход 17 устройства, сумматор-вычитатель 18, умножители 19-22, элементы И 23-24, элементИЛИ 25 и входы 26-30 устройства.Устройство работает следующим образом,Пусть в начальный момент временисчетчики 6 и 7 обнулены. На вход 12поступает широтно-импульсный сигналс относительной длительностью 6, на 25входы 11-15 поступают последовательности импульсов опорных частот Р с, ==Р =Рс=Рс, при этом с целью исклю-.с 2 сз счения наложения импульсных сигналовданные последовательности должны быть 30сдвинуты по фазе одна относительнодругой на время, равное или превышающее время срабатывания реверсивныхсчетчиков. На входах 26-29 присутствуют коды чисел М 1, М 11,35Режим 1. На вход 30 устройства поступает сигнал Ц высокого уровня,инициирующий работу сумматора-вычитателя 18 в режиме вычитания, Подвоздействием управляющего преобразователем 1 кода на суммирующий входсчетчика 6 начинают проходить импуль".сы с элемента И 8 в течение действияШ 1 М-сигнала. Преобразователь 2 начинает вырабатывать импульсную последовательность, так как управляющий имкод, снимаемый с выходов умножителя20, становится отличен от нуля.Последовательность импульсов с выходапреобразователя 2 поступает на вычи- ВОтающий, вход счетчика 6 и первый входэлемента ИЛИ 10, Одновременно код свыхода счетчика 6 поступает на второй вход сумматора-вычитателя 18. Приэтом управляющий преобразователем 1код пропорционально уменьшается, чтоприводит к уменьшению количества импульсов, поступающих на суммирующийвход счетчика 6 во время действия 49 2ШИИ-сигнала, Аналогично работает и реверсивный счетчик 7, в цепи обратной связи которого включен преобра. зователь 4, выходные сигналы которого через элемент ИЛИ 25 поступают на его вычитающий вход. При этом сигналы с элемента И 9 проходят на выход элемента ИЛИ 10, так как поступление их на вход элемента ИЛИ 25 блокировано сигналом управления режимом. На суммирующий вход счетчика 7 поступает суммарная импульсная последовательность с выхода элемента ИЛИ 10.В 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, с помощью которого осуществляется суммирование частот, вычитание и интегрирование полученной разности. Кроме главного контура отрицательной обратной связи имеется дополнительный контур на основе реверсивного счетчика 6. Условием динамического равновесия устройства является равенство приращений кодов суммирующих и вычитающих цепей в каждом счетчике в течение периода следования ШИМ-сигналов аргумента, т.е. равенство средних значений частот импульсных последовательностей, поступающих на суммирующие и вычитающие входы счетчиков.Динамическое равновесие счетчика.6 с учетом функционирования узлов 1, 2, 6, 8 и 18-20 и поступающих на них сигналов с шин 11-13, 17, 26, 30 и 27 будет при условии.Ро(ИИ) И 0= - Н ИРс2 о с 1 2 ь с 2 где М - значение кода счетчика 6;и - разрядность преобразователя код - частота и умножителей.В целях упрощения устройства с выходов умножителей, выполненных на базе микросхем серии 1802, снимается старшая половина разрядов произведения, Среднее значение частоты на выходе преобразователя 2 определяется следующим образомРо 1 ИИЮ 2 ОРтШрЩ13615494Средние значения частот импульс- На вычитающий вход счетчика 7 поданых последовательностей, поступаю- ется уравновешивающая частота щих на второй и третий входы элемента ИЛИ 1 О с выходов преобразователя53 и элемента И 9, соответственно рав- ны где М г - значение выходного кода,Исходя из условия динамического равновесия частот импульсных последовательностей, проходящих на входы счетчика 7, выражение для выходного кода устройства принимает вид Р = МИРо 12 д зф РО 1 Р =МЮ 9 ъ 2". 1 12 моксгде И - максимальное значение выг мсксходного кода при следующих значениях 1 1 Оф 824051 1 1 ф 40531 1 Оф И 0,17372, получаем рациональную дробь Иг 017372 О + 0 17015 9 25Н 9+ 1,7053(11 +Н )1Ро Ро2" ф 2" с 2Аналогично для второго счетчика 7(3) Режим 2. На вход 30 поступает сигнал низкого уровня, разрешающий работу сумматору-вычитателю 18 в режиме суммирования. При этом разрешается поступление сигналов с выхода элемента И 9 на вход элемента ИЛИ 25, а их Р Р р Ро2 ь и с+ 2 г= 2 оШ е + 7 т (4)2 Решая систему уравнений (3) и (4) ипринимая во внимание равенство опор-ных частот, получаем И 1114 9 Н,111 Б 1 Ь 3 БМ 4) О Б 115 (5)Ч = Б При масштабировании величин, входящих в уравнение (5), последнее принимает видНг - И,Н О - (И,М 2 ННь - Я 1 И 19 -Б И 3.Я ч 9- н При следующих значениях И,=1,8452;Н = 6,5531; Н = 1,0002; И=0,85019,получаем рациональную дробь юг 8 х 5019 102 г 53360 35520И 0 -3,5514. аппроксимирующую функцию е 9 е 0,1 с относительной приведенной погрешностью, не превышающей 0,0083.Таким образом, предлагаемое устройство обладает возможностью дополва аппроксимации. Выражение (2) аппроксимирует фУнк-, цию 1 п(1+0), 09 0; 11 с относительной приведенной погрешностью, не пре" 30 ввппающей 0,0147. прохождение на вход элемента ИЛИ 1 Облокируется, Таким образом, благодаряразнесению во времени сигналов равных опорных частот Р- Р, элементИЛИ 1 О суммирует частоты импульсныхпоследовательностей, поступающих спреобразователей 2 и 3, а элементИЛИ 25 - соответственно с преобразователя 5 и элемента И 9. Работа устройства в этом режиме происходит аналогично рассмотренному. Динамическоеравновесие счетчика 6 описываетсяуравнением нительного, по сравнению с известным устройством, вычисления функции е Кроме того, в предлагаемом устройст. ве точность ввппе, а диапазон изменения аргумента шире, чем в известном устройстве, при вычислении функции 1 п(1+9) в 1,57 и 1,16 раз соответственно за счет более высокого качест61549 6 Составитель А. ЗоринРедактор В.Бугренкова Техред А,Кравчук Корректор М.Максимишинец Заказ б 291/48 Тираж б 71 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 13Формула изобретения Устройство для воспроизведения функций, содержащее с первого по пятый преобразователи код - частота, первый и второй реверсивные счетчики, первый и второй элементы И, первый элемент ИЛИ, причем первый вход первого элемента И соединен с выходом первого преобразователя код-частота, частотный вход которого подключен к входу первой опорной частоты устройства, второй вход первого элемента И и первый вход второго элемента И соединены с входом широтно-импульсного сигнала устройства, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, вычитающий вход реверсивного счетчика, первый вход первого элемента ИЛИ соединены с выходом второго преобразователя код - частота, частотный вход которого соединен с входом второй опорной частоты устройства, вход третьей опорной частоты которого соединен с частотным входом третьего преобразователя код - частота, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, частотный вход четвертого и пятого преобразователей код-частота соединены с входами четвертой опорной частоты устройства, выход второго реверсивного счетчика соединен с выходом функции устройства и кодовым входом пятого преобразователя код - частота, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения класса решаемых задач за счет воэможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции, в него введены сумматор-вычитатель с первого по четвертый умножители, третий и четвертый элементы И и второй элемент. ИЛИ, причем первый и второй информационные входы сумматора-вычитателя подключены соответственно к входу хода 5 70 75 20 25 30 35 40 45 масштаба устройства и выходу первогореверсивного счетчика, подключенногок входу первого сомножителя первогоумножителя, выход сумматора-вычитателя подключен к входу первого сомножителя второго умножителя, вход второго сомножителя которого соединенс входом задания кода первого коэффициента функции устройства, выходвторого умножителя соединен с кодовым входом четвертого преобразователя код - частота, второй вход первого умножителя соединен с входом за"дания кода второго коэффициента функции устройства, выход первого умножителя соединен с кодовым входом второго преобразователя код-частота,первые входы третьего и четвертогоумножителей соединены с входом масштаба устройства, второй вход третьего умножителя соединен с входом задания кода третьего коэффициентафункции устройства, выход третьегоумножителя соединен с кодовым входомтретьего преобразователя код - частота, второй вход четвертого умножителя соединен с входом задания кода четвертого коэффициента функции устройства, выход четвертого умножителя подключен к кодовому входу четвертогопреобразователя код - частота,выходпятого преобразователя код - частотасоединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен свычитающим входом второго реверсивного счетчика, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которогообъединен с первым входом четвертогоэлемента И и подключен к выходу первого элемента И, выход четвертогоэлемента И подключен к третьему входупервого элемента ИЛИ, второй входтретьего элемента И является инверсным и объединен с вторым входом четвертого элемента И, управляющим входом сумматора-вычитателя и подключенк входу управления режимом устройства,