Цифровой функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 01 51)4 С 06 Р 1 ЕЛЬСТ КОМУ СВ еля часто оторого соелемента ИЛИ,двоичногоен с выход счетчсоедин ог элемента ова ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ НИЕ ИЗОБ(54)(57) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЪНИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий счетчик,элемент И, блок вычитания, двоичныйумножитель частоты, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей засчет воспроизведения степенной функции, в преобразователь дополнительно, введены два элемента ИЛИ, два элемента И, выходы первого и второго элемента И соединены с входом вычитаемого блока вычитания и вычитающим входом счетчика соответственно, выход О 963 А 1 второго элемента И соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ соответственно, информационный вход преобразователя соединен с первым входом третретьего элемента И и с входом уменьшаемого блока вычитания, выход которого соединен с входом суммироврниясчетчика, второй вход третьего элемента И и первый вход второго элемента ИЛИ являются входами первой и второй опорных частот преобразователясоответственно, выход первой и второй опорных частот преобразователясоединены с входами первого и второго элементов И, вторые входы первогои второго элементов И соединены с выходом двоичного умножитьинформационный входдинен с выходом второговход управления частотойумножителя частоты соедин выход третьего элемента Ивторыми входами первого и р,ементов ИЛИ, выхЬд первого ИЛИ является выходом преоб 1430963Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетнайти применение в устройствах обработки информации, представленной ввиде числа импульсов или интерваловвремени,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей преобразователя при одновременном повышении 1 рпомехоустойчивости.ъНа чертеже изображен предлагаемыйпреобразователь.Сущность изобретения состоит всоздании помехоустойчивого цифровогофункционального преобразователя для.вычитания натурального логарифма истепенной функции вида Х , периодически преобразующего число-импульсные сигналы с использованиемитерационного метода реализации оператора усреднения путем функционального обобщения двоичного умножителячастоты эа счет совмещения фазирования и модуляции импульсных последовательностей и создания благодаряэтому возможностей аппроксимирующеговычисления функций натурального логарифма и функции вида Х.Преобразователь, содержит информационный вход 1, элемент И 2, счетчик3, двоичный умножитель 4 частоты,блок 5 вычитания, элементы ИЛИ 6 и7 и элементы И 8 и 9.Преобразователь работает следующим образом.Пусть в начальный момент времениразряды счетчика 3 обнулены. На информационный вход 1 поступает периодически повторяющийся с периодомТ число-импульсный код с опорнойчастотой Г, На входы 10 и 11 поступают последовательности импульсов сосредними опорными частотами й, иЕр, меньшими Г, первая иэ которых синхронизирована импульсами чис.ло-импульсного кода, поступающими пофазе 1, а вторая синхронизирована импульсами фазы 2. При,этом импульсы,поступающие с входа 1 запаздываютотносительно импульсов, поступающихс входа 10 на время задержки логического элемента. Таким образом,импульсы, поступающие с входа 10 сопорной частотой Х пройдут на выход элемента И в течение промежутка 55времени 1 каждого периода поступления число-импульсного кода Т = И /Ггде 11 - коэффициент пересчета счетчиков устройства. Средняя частота периодически повторяющейся последовательности импульсов, формируемой на выходе элемента И 2, определяется следующим образом;РЙо 1С 1)Учитывая, что за время С каждого периода повторения число-импульсного кода по входу 1 поступает йрС импульсов аргумента, выражение 1 с,Нпредставляет собой нормированное значение М аргумента Х,.Следовательноо 1 хНа суммирующий вход блока 5 вычитания с входа 1 в среднем за период поступления кода аргумента поступает частота Г М. Благодаря фазированию опорных последовательностей, поступающих с входом 1 О и 11, на выходе элемента ИЛИ 6 будет сформирована импульсная последовательность со средней частотой Г,И ,+ Г, поступающая на вход двоичного умножителя частоты.На суммирующий вход счетчика 3 поступают импульсы аргумента с выхода блока 5 вычитания, на вычитающем входе которого импульсы отсутст" вуют в момент начальной установки. Под воздействием растущего управляющего кода счетчика 3 на входы элементов И 8 и 9 начнут поступать импульсы со средней частотойЙо Нх -И,где И - число, соответствующее кодусчетчика 3.На выходе элементов И 8 и 9 будут сформированы из входной последовательности импульсов двоичного умно- жителя частоты две последовательности импульсов, поступающие на вычитающий вход блока 5 вычитания и вычитающий вход счетчика 3 синхронно с импульсами, проходящими на первый и второй входы элемента ИЛИ 6 по фазе 1 и 2 со средними частотами Еа Их Йс 1Б и в -Бс 1,1В основу работы преобразователя положен принцип автоматической компенсации импульсных последовательностей с использованием частотно-импуль40 Еог Х хо, 11 х +о 50ф (3) Р =Р+Р=йр, 2 2Ха И аког (о, + о оэ 11 + ог 1Х элоэх + из (3) получим Обозначив х аНа + о)хх+ Гог Р 7 макс оэ Г= Га /Рггде Го = Го/Р-. кс,з 14309 сной следящей системы при наличии импульсного потока, объединяемого и разделяемого в процессе формирования сигналов прямой и обратной связи, в результате чего воспроизводится дроб 5 но-рациональное выражение с частотным представлением выходной информации, причем перестройка вычисляемой элементарной функции осуществляется путем изменения значений частот опорной и импульсных последовательностей, В качестве схемы сравнения, вырабатывающей сигнал рассогласования, используется реверсивный счетчик 3. Ус ловием динамического равновесия преобразователя является равенство приращений кодов суммирующих и вычитающий цепей в реверсивном счетчике 3 в течение периода повторения число-им пульсного кода, поступающего с входа 1, т.е. равенство средних частот импульсных последовательностей, поступающих на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 3. С уче том функционирования элементов 2 - 9 условием динамического равенства бу- дет алоэ Ы 11 с сог 11 сК Но х ь 1 11 э1 т о Отсюда определяется выражение средней частоты импульсной последовательности, поступающей на вычитающий вход счетчика 3,Сумма частот последовательностей импульсов, поступающих по фазе 1 и 2на входы элемента ИЛИ 7 и формируемаяна выходе этого элемента, определяетрезультат функционального преобразования: 1саг сог /Рт максэ- максимальное значение час 2 мсКстоты выходной импульснойпоследовательности.При выполнении следующих условий; получим рациональную функцию которая аппроксимирует функциюРл(1+х) э х еГОр 11 с относительнойпогрешностью, не превосходящей 00143При задании величины получим рациональную дробь Р , 0 71009 г+ 0 42729 аппроксимирующую функцию х , хеО; 11г/3 с относительной приведенной погрешно-, стью, не превосходящей 0,17.Таким образом, предлагаемый функциональный преобразователь имеет расширенные функциональные возможности в сравнении с прототипом. Кроме того предлагаемый преобразователь явля- ется более помехоустойчивым, так как появление единичных сбоев не приводит из-за реализации оператора усреднения к окончательному искажению результата. К числу достоинств предлагаемого преобразователя можно отнести его относительную простоту, позволяющую отказаться от использования узла сложения и блока управле" ния прототипа, реализация которых, очевидно; сложнее вводимых четырех логических элементов, а также возможность построения двоичного умно- жителя частоты в интегральном исполнении на базе микросхем К 155 ИЕ 8, выпускаемых промышленностью.Таким образом, предлагаемый преобразователь является к тому же более технологичным и надежным, а при сопоставимой конструкторско-технологической среде проектирования имеет меньшие габариты и вес.1430963 ршнева оставитель 3.ехред Л.Сердюк Максим Реда рек еви 3 5344/51 е я наб. изводственно-полиграфическое предприя Ужгород, ул, Прое Тираж 704 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 3035, Москва, Ж, РаПодпио комитета ССй и открытий