Устройство для воспроизведения функций

Е 4 СОЮЗ СОВЕТСХИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 4 0 06 Г 7/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ится к автоматехникеЦельие области счет, вычисеменных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Севастопольский приборостроительный институт(53) 681.335(088.8)56) Авторское свидегельство СССР618750, кл. С 06 С 7/26, 1977,Смолов В,Б, Функциональные преобразователи инАормации. - Л.; Эне гоиздат, 1981, с,189-190, р.5-16.Авторское свидетельство СССР Мф 549816, кл, С 06 С 7/14, 1975.(54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕФУНКЦИЙ(57) Изобретение отностике и вычислительнойизобретения - расширенприменения устройства заления Функции многих пер 801411787 А 1 виде сумм простых дробей, Устройствосодержит К интеграторов 11-1.К,К сумматоров 2.1-2.К, К компараторов 3.1-3.К, К триггеров 4.1-4.К, Кэлементов П 5.1-5.К, генератор 6 тактовых импульсов (К) элементов задержки 7.1-7.К, К переключателей8, элементы ИЛИ 9 и 10. реверсивныйсчетчик 11, элемент ИЛИ-НЕ 12 и регистр 13 Принцип действия устройства основан на использовании ациклического компенсационного развертывакжего преобразования для вычисленияпростых дробей с последунлЧим их суммированием в цифровой Аорме. Аппроксимация АункцМи многих переменныхсуммами простых дробей расширяет область применения устройства в гибридных вычислительных средах при реализации алгоритмов обработки векторныхвеличин и обработки данных в многоканальных информационно-измерительных системах.1 ил.а /11,м/К,Ь/Ц",Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано и гибридных вычислительных средах для воспроизведения Аункций многих переменных, в качестве Аункционального блока в составе инАормационно-измерительных систем и в вычислительных управляющих комплексах.Целью изобретения является расширение области применения за счет вычисления Аункции многих переменных в виде сумм простых дробей.На чертеже изображена структурная схема устройстваУстройство содержит К интеграторов 1 1. 1-1,К, К сумматоров 2.1-2,К, К ,компараторов 3.1-3.К, К триггеров4.1-4,К, К элементов И 5.1-5,К, генератор. 6 тактовых импульсов, К 1элементов 7,1-7.Кзадержки, К переключателей 8, первый 9 и второй 10элементы ИЛИ реверсивный счетчик 11элемент ИЛИ-НЕ 12, выходной регистр13, шины запуска 14 и готовности 15 данных.В основу алгоритма работы устройства положен принцип ациклического компенсационного развертывающего пре образования для вычисления простой дроби, В качестве простейшего примера, иллюстрирующего данный принцип, рассмотрим алгоритм вычисления простой дроби35 Выражению (1) эквивалентно урав- нение(Ь +Я х) у -а - Ых = 0 (2) Если аргумент х задается в виде напряжения Б = К х, где К - масштабный коэААициент пропорциональности,то решение (2) может быть получено в виде интервала интегрировавания С =. у/Кз (К- коэААициент пропорциональности) из уравнения 50(Ь Б +Б) д 1(К г)ф = р/К - весовые коэААициенты после масштабирования;13 = сопв - постоянное напряжение, используемое для задания а и ЬПринимая на время интегрирования Б = сопя, получаем(1) .Для реализации (3) необходимы, двуквходовый интегратор, трехвходоный сумматор и нуль-индикатор, Все перечисленные компоненты выполняются на операционных усилителях (ОУ), причем параметры входных цепей задаются для интегрирующего ОУ в соответствии с весами Ь и ф и для суммирующего ОУ в соответствии с весами "1", -а, -(вес "1" - для подачи на сумматор напряжения с выхода интегратора), Если выход интегрирующего ОУ соединять с входом суммирующего ОУ, выход которого подключен к нуль-органу индикатора (компаратору, соединенному вторым входом с общей шиной), то получится элементарный таймерно-интегрирующий преобразователь простой дроби. В таком преобразователе на компараторе Аиксиру- ется момент времени с, при котором на сумматоре напряжение с выхода интегратора, нарастающее с момента начала преобразования, компенсирует , сумму напряжений на двух других входах сумматора.Описанный алгоритм преобразования простой дроби не накладывает ограничений на количество входных переменных, т.е. размерность п вектора аргументов х. С увеличением и растет количество входов интегратора и сумматора, Таким образом, если в качестве аппроксимационной модели Аункции многих переменных у(х) выбирается приближение суммой простых дро- бей к к у (х) =,К у. (х) = 3 1=1 11то для его реализации необходимы Кэлементарных таймерно-интегрирующихпреобразователей простых дробей, вы1411787 ВНИППИ Заказ 3656/46 ираж 704 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 димости вычитания -и импульсной последовательности, которая в этом случае через второй элемент ИЛИ 10 поступает на вычитающий вход ревер 5 сивного счетчика 11,На разрядных выходах реверсивного счетчика 11 формируется код резуль- тата К 10 у= епс Ес;, (4) фв 1где епс " целочисленная функция.Для обеспечения передачи этогокода во внешнюю вычислительную среду на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 и на шине 15 готовности данных при сборе триггера 4;, сформировавшего импульс с наибольшей в данном цикле преоб разования длительностью появ 1 еах фляется уровень "1", по которому содержимое реверсивного счетчика 11считывается в регистр 13.На разрядных выходах параллельного регистра 13, 25 являющихся выходами устройства, код результата (4) сохраняется до момента окончания следующего цикла преобразованияОсновным преимуществом рассмотренного устройства функционального преобразователя является воэможность воспроизведения функций многих переменных в виде сумм простых дробей, При этом алгоритм преобразования, положенный в основу работы устройства, не накладывает ограничений на размерность и вектора входных переМенных х, поэтому ограничения, возникающие при конкретной Реализации 40 Ьпределяются главным образом, возМожностями выбранной элементной ба- вые Формула изобретения 45Устройство для воспроизведения функций, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента К, первый элемент ИЛИ, первый элемент ,задержки,реверсивный счетчик, К компараторов и К триггеров, при этомвыход каждого компаратора соединен свходом обнуления соответствующеготриггера, отличающее с ятем, что, с целью расширения областиприменения за счет вычисления Аункции многих переменных в виде суммпростых дробей, в него введены элементы ИЛИ-НЕ, второй элемент ИЛИ,с второго по (К)-й элементы задержки, с второго по К-й элементы И, Кинтеграторов, К сумматоров, К переключателей и выходной регистр, входуправления записью которого подключены к выходу элемента ИЛИ-НЕ и шинеготовности данных устройства, а информационный вход - к выходу реверсивного счетчика, соединенного входом обнуления с шиной запуска устройства и входами установки в "1" триггеров, а суммирующим и вычитающимвходами - с выходами первого и второго элементов ИЛИ соответственно,причем входы первого элемента ИЛИпоключены к первым выходам К переключателей, вторые выходы которых соединены с входами второго элементаИЛИ, а вход каждого д-го ( = 1,К)переключателя подключен к выходу-го элемента И,при этом первый входкаждого х-го элемента И, начиная свторого, соединен с выходом (1-1)-гоэлемента задержки и входом -го элемента задержки, а вход первого элемента задержки подключен к выходу генератора тактовых импульсов, причемкаждый д-й интегратор соединен сигнальными входами с входами аргументов устройства, входом запуска - синверсным выходом д-го триггера, авыходом - с первым входом "го сумматора, подключенного остальными входами к входам аргументов устройства,а выходом - к первому входу -гокомпаратора, соединенного вторым входом с шиной нулевого потенциала устройства, при этом прямой выход каждо"го -го триггера подключен к второмувходу -го элемента И и соответствующему входу элемента ИЛИ-НЕ.