Устройство для моделирования линейных систем

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ682909 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 19.04.77 (21) 2479051/18-24 51) М.Кл С 06 67/48 явки -с присоединение Государственный комитет 23) Приоритет -43) Опубликовано 30.08.79, Бюллетень М 32 СССР по делам изобретений н открытий) Заявител ии институт инженеров рожного транспорта) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМйства отнорудоемкость необходимо остаткам этого ус жность конструкци ке в условиях, ко К не сятся сл в настр Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к моделирущим устройствам линейных систем и объективов, и может найти широкое применение при моделировании спектральных преобразователей (фильтров).Известно устройство для моделирования спектральных преобразователей, содержащее аналоговые задержки, резисторы, сумматор 1.Устройство реализует функцию свертки входного сигнала, представленной в виде суммы конечных значений.Недостатки такого устройства заключаются в сложности реализации аналоговой линии задержки, и, как следствие, низкой точности всего устройства,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования линейных систем, содержащее распределитель импульсов, выходами подключенный к управляющим входам ключей, выходы которых подсоединены к входам блоков памяти, коммутируемые входы ключей подключены к,входным клеммам устройства, и блок суммирования 2). получать достаточно длительные по продолжительности импульсные реакции, т. е.такие импульсные реакции, которые требуется задавать большим количеством вре менных отсчетов, и низкая точность.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его точности.Указанная цель достигается тем, что вустройство введен, коммутатор, управляющие входы котооого подключены к выходам распределителя импульсов, выходы блоков памяти подсоединены к входам коммутатора, выходами подключенного к соответствующим входам блока суммирования, вы ход которого является выходом устройства,На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства для моделирования линейных систем.Схема содержит ключи 1, - 1, каждый 20 из которых имеет коммутируемый вход,подключенный к входу устройства, управляющий вход и выход, блоки 2, - 2 памяти, у каждого из которых есть один вход, подключенный к выходу соответствующего 25 ключа 1, - 1, и один выход, распределитель 8 импульсов с гг выходами, каждый из которых подключен к управляющему входу соответствующего ключа 1, - 1, коммутатор 4, имеющий г коммутируемых входов, ЗО каждый пз которых подсоединен к выходугде х(1)36 х (1.) ю(с Лт) 40 соответствующего, блока 2 р - 2 памяти, пуправляющих входов, каждый из которыхподсоединен к соответствующему выходураспределителя 3 импульсов, и и выходов,блок 5 суммирования с п входами, каждыйиз которых подключен к соответствующемувыходу коммутатора 4, и один выход, являющийся выходом устройства. Блок 5 суммирования состоит из п резисторов б - б,одни концы которых являются входами блока 5, и усилителя 7, имеющего п вколов,подсоединенных к другим концам резисторов, и один выход, служащий выходом блока 5.Устройство работает следующим образом.Рассмотрим работу распределителя, 3гимпульсов. Обозначим, выходы распределителя 3 через У; (г = 1,2 и). Нумерациявыходов распределителя 3 производится по,схеме в порядке возрастания индексаслева направо, т. е, выход распределителя,подсоединенный к управляющему входуключа 1 соответствует Уь,выход распределителя, подключенный к управляющемувходу ключа 1 ь - У, и т, д, У распределител я импульсов п выходов Уь (1, У,На кажлом выходе У,(г=1,2 и)выдается импульс длительностью Лт. В любой момент времени на одном из выходовУ; данного блока имеется импульс, причем одновременно на двух любых выходахможет существовать толыко один импульс.Импульсы на каждом выходе распределителя 3 появляются через, период, определяемый продолжительностью импульснойреакции моделируемого объекта.Рассмотрим, работу коммутатора 4,Обозначим коммутируемые входы коммутатора 4 через а;(г= 1,2 п), управляющие входы - через г, (г=1,2, , и),выходы - через Ь;(г=1,2 п). Нумерация коммутируемых выходов и входов производится по схеме в порядке возрастанияиндекса г слева направо, нумерация управляющих входов - снизу вверх. Таким ооразом, а, соответствует коммутируемомувходу коммутатора, подсоединенному к выходу блока 2, памяти, а - коммутируемому входу коммутатора, подключенному квыходу блока 2 памяти и т. д,; Ь, соответствует выходу коммутатора, подсоединенному к резистору б Ь - выходу коммутатора, подсоединенному к резистору б, ит. д.; г, соответствует управляющему входу коммутатора, подключенному к выходуЕ/, распределителя 3, г, - управляющемувходу коммутатора, подсоединенному к выходу У распределителя и т. д,Работает коммутатор 4 следующим образом.При появлении сигнала на управляющем входе г, (на остальных управляющих входах гь , гсигналы отсутствуют) коммутатор 4 устанавливается в такое состояние, при котором коммутируемыйвход а, соединяется с выходом Ьь коммутируемый вход а - с выходом Ь а, - с Ь.При появлении сигнала на управляющем5 входе г, (на остальных управляющих входах г га, , гсигналов нет), коммутируемый вход а, соединяется с выходом Ьа - с Ь а - с Ь, и т. д. При появлении сигнала на управляющем входе г(на осталь 10 ных управляющих входах гь гь , г -сигналы отсутствуют) коммутируемыйвход а, соединяется с выходом Ь а - с Ьи т. д,Блок 5 суммирования состоит из и рези 15 сторов б, - би одного усилителя 7. Величина сопротивлений резисторов б - бприподготовке задачи уста,навливаются обратно пропорционально значениям импульснойреакции модулируемого объекта в дискрет 20 ные равностоящие моменты времени с периодом, равным длительности Лт импульсараспределителя 3.Теперь перейдем к рассмотрению работы устройства в целом.25 Устройство реализует функцию свертки,представленную в виде суммы произведений задержанных значений входного сигнала па соответствующие значения импульсной реакции моделируемого объекта.30 л(г) = -"-. л:,(г - г с-,) ю(г .ь;), (1)- выходной сигнал; - значения входного сигнала,задержанные на величинуЛт;- значения импульсной реакции моделируемого объекта;- элементарныйсдвига;г=0,1,2 и - 1. В каждый момент времени по сигналу,поступающему по одному из выходов распределителя 3, осуществляется запись входного сигнала в один из блоков 2, - 2 памяти. Например, если в данный момент 50 времени сигнал выдается на выход У,распределителя 3, то через ключ 1 ь данное значение входного сигнала запоминается в блоке 2, памяти и хранится до появления следующего импульса на том же выходе У, распределителя 3, Так как период появления сигналов (импульсов) на каждом выходе У; распределителя 3 равен длительности импульсной реакции моделируемого объекта, то, следовательно, в каждом бло ке памяти хранится запомненное значениевходного сигнала в течение периода появления импульсов на выходе распределителя.Сигналы с выходов блоков 2, - 2 постуд пают на соответствуогцие коммутируемыезо входы а;(=1,2, , а) коммутатора 4. В связи с тем, что коммутацчя входов а;(=1,2 п) с выходами Ь;(= =1,2 п) в коммутаторе осуществляется в соответствии с сигналами на выходах У; (=1,2, , и) распределителя 3, то, следовательно, на выходах Ь, =1,2 и) коммутатора выдаются значения входных сигналов, сдвинутых относительно данного момента времени 1,на величинуЛт (=0,1,2 и 1). На выход Ь, поступает значение входного сигнала в данный момент времени , на выход Ь, - значение входного сигнала в момент времени 1 Лт, на выход Ьз - значение входного сигнала в момент, времени 1 - 2 Лт, на выход Ь, значение входного сигнала в момент времени 1 - (и - 1) Лт. В блоке 5 суммирования происходит операция суммирования произведений сигналов, поступивших с выходов Ь; (1= =1,2 и) коммутатора 4, с соответствующими значениями импульсной реакции моделируемого объекта. Из сказанного следует, что на выходах коммутатора в соответствии с уравнением (1) выдаются зна чения входного сигнала х,(1 Лт),а на выход блока 5 - значения выходного сигнала х,(1).Таким образом, устройство для модулирования линейных систем и объектов является простым по конструкции и легким в эксплуатации. Устройство имеет широкий о 5 20 25 динамический диапазон, может работать в диапазоне от пнфранизких частот до видео- частот, обладает высокой точностью воспроизведсния динамических свойств моделируемых систем и объектов. Формула изобретения Устройство для моделирования линейных систем, содержащее распределитель импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам ключей, выходы ко торых подсоединены к входам блоков памяти, коммутируемые входы ключей подключены к входным клеммам устройства, и блок суммирования, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности устройства, в него введен коммутатор, управляющие входы которого подключены к выходам, распределителя импульсов, выходы блоков памяти подсоединены к входам коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам блока суммирования, выход которого является выходом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Всесоюзное совещание по техническим средствам аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники, Кишинев, Штница, 1975, с, 36 - 38, рис. 4.2, Авторское свидетельство СССР384108, кл, б 06 6 7/48, 1971 (прототип).п. Харьк, фил, пред. Патент каз 766/965 Изд. Мо 482 Тираж 780НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений113035, Москва, 7 К.35, Раушская наб., д. 4/5 одписно крытий