Функциональный преобразователь

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о 744640(511 М, Кл,2 6 06 О 7/26 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(71) Заявитель Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении(54) 1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области вычислительной и информацибнно-изме рительной техники и может быть использовано в аналоговых и гибридных иэмерительно-вычислительных комплексах.Известен функциональный преобразователь, содержащий генераторы ступенчатого напряжения, генераторы импульсов, две группы многозначных запоминающих элементов, многозначный потенциальный элемент, блок выделения временных интервалов и матрицу совпадений (1),К недостаткам такого преобразователя относятся узкий частотный диапазон преобразуемых сигналов и низкая точность воспроизведения функЦий е 20Наиболее близким к изобретению техническим решением является функциональный преобразователь, содержащий коммутатор; выходы которого соединены со входами соответствующих 25 элементов памяти, генератор ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым и вторым управляющими входамимногозначных запоминающих элементов и первым входом многоэначного потенциального элемента, второйвход которого соединен с первым выходом генератора импульсов и третьимиуправляющими входами многозначных запоминающих элементов, первый выходмногоэначного потенциальногоэлемен-та связан с первым выходом преобразователя, а его второй выход являетсявторым выходом преобразователя 21. Недостатками такого преобразователя являются сложность структурыи узкий частотный диапазон,Цель данного изобретения в Упрощение преобразователя и расширениечастотного диапазона сигналов.Указанная цель достигается тем,что функциональный преобразовательсодержит счетчики, умножитель частоты, формирователь, дополнительныйкоммутатор, блок управления, функциональный генератор и масштабныйблок, вход которого является входомпреобразователя, а его выход непосредственно соединен со входом коммутатора и через формирователь совходами умножителя частоты и блокауправления. Выход умножителя частотысоединен с входом первого счетчика,выходы которого связаны с управляющими Ихбдами коммутатора, выходы блокауправления - со входами второго счетчика, генератора импульсов и управляющими входами элементов памяти, второй выход генератора импульсов со входами генератора ступенчатого напряжения и Функционального генератора, выход которого соединен.с управляющим входом многозначного потенциального элемента. Выходы второго счетчика связаны с управляющими входами дополнительного коммутатора, ,выход которого является первым выходом преобразователя, выходы элементов памяти - со входами соответствующих многозначных запоминающих элементов, выходы которых подключены к входам дополнительного коммутатора.На чертеже представлена схемапредлагаемого функционального преобразователя,Функциональный преобразовательсодержит масштабный блок 1, формирователь 2 умножитель 3 частоты, первый счетчик 4, выполняющий Функции распределителя, коммутатор, аналогового типа, выполненный на масштабныхпреобразователях 5 -5 фазы в напряжение, элементы б -б памяти,функциональный генератор 7, многозначные запоминающие элементы 8 -8 ц, выполненные на масштабном преобразователе9 фазы в напряжение и масштабном преобразбвателе 10 напряжения в Фазу, генератор 11 ступенчатого напряжения, генератор 12 импульсов, многозначныйпотенциальный элемент 13, выполненныйна масштабном преобразователе 14 на-.пряжения в фазу и масштабном преобразователе 15 фазы в напряжение, дополнительный коммутатор аналогового типа, выполненный на масштабных преобразователях 16 -16 фазы в напряжение, второй счетчик 17, блок 18 уп" райлени-я:Функциональный преобразовательработает следующим образом,На вход масштабного блока 1 подается некоторый периодический сигнал (например, синусоидальный), который предварительно им обрабатывается (масштабируется, приводится к нормированному диапазону измерения). С вы"хода масштабного блока 1 сигнал поступает на коммутатор, выполненный на преобразователях 5 -5, и Формирователь 2. Последний синхронизирует работу всего устройства через бЛок 18 управления и выделяет период Т входного сигнала. Умножитель 3 частоты-осуществляет умнощбние частоты-входного сигнала, т.е, деление выделенного периода Т на некоторое число-п, определенное расчетным путем из условия допустимой методической погрешности преобразования, Полученная частота с выхода умножителя 3 частоты поступает на первый счетчик 4 с и выходами, который управляет первым коммутатором. Коммутатор, сцелью обеспечения структурной однородности устройства, построен на базе масштабных преобразователей 5 5фазы в напряжение. Иасштабные преобразователи 5 -5 в моменты времениопределяемые первым счетчиком 4,коммутируют соответствующие мгновенные значения О; входного сигнала навходы соответствующих элементовб -б памяти. Элементы 61-6запоминают входной сигнал в и точках перио,да Т, причем время хранения ь 1 полученной информации каждым элементом бопределяется временем такта выборкии запоминания (16) ее соответствую 15 щим многозначным запоминающим элементом 8;, а 1 Ь . ВРЪя такта выборки3и запоминания С в силу принципа разботы многозначных запоминающих элементов 8 -8, в свою очередь, опреЩ деляется периодом Т, развертывающего. напряжения генератора 11 ступенчатого напРяжения, т,е. (Ь ), = Т ,Тв общем случае Т,4Наличие оперативной памяти (6 -6)позволяет снизить требования побыстродействию к долговременной памяти на многозначных запоминающих элементах 8 -8. В процессе обработкивходного сигнала элементы 6 -б периодически обнуляются с выхода блока 1 8управления,С выхоДов элементов 8 -8 запомненные уровни сигналов поступают на соответствующие входы второго коммутатора, который, в силу упомянутогопринципа структурной однородности,также построен на базе масштабныхпреобразователей 16 -16 фазы в напряжение. Этот коммутатор управляет 40 ся через второй счетчик 17 с выходаблока 18 управления, причем частотакоммутации коммутатора определяетсянекоторой наперед заданной частотойвыходного сигнала,При последующей Функциональнойобработке сигнала например, возведения в квадрат, сигнал с Вых, подключается к многозначному потенциальномуэлементу 13, содержащему масштабныйпреобразователь 14 напряжения в фазуи масштабный преобразователь 15 фазыв напряжение.Масштабный преобразователь 14 преобразует входной сигнал в фазо-импульсную последовательность, с помощью которой в преобразователе 15 осуществляется привязка к соответствующемууровню некоторой заданной функциональной зависимости (например, квадратичной) развертывающего напряжения наЩ выходе Функционального генератора 7.Частота Функционального генератора 7(К, ) равна частоте генератора 11 ступенчатого напряжения (Е,). В результате, на выходе преобразователя5 (Вых,) получаем сигнал с заданныминаперед частотой и функциональной зависимостью от входного сигнала.Точность запоминания и преобразования входного сигнала определяется числом состояний щ многозначных запоминающих элементов (8, -8). 5Значение в соответствует отношению частот генератора 12 импульсов (Х) и генератора 11 ступенчатого напряжения (Й ) .в=1/Г10Как отмечалось, наряду с синхронизацией блока 18 управления входным сигналом возможен также его автономный режим, при котором выходная час- тота (Вых.) фиксирована, В обоих режимах (деление частоты входного сигнала и приведение к фиксированной частоте) спектр входного сигнала расширяется без снижения точности преобразования. Упрощение реализации по сравнению с прототипом определяется 20 тем, что вместо трех групп многозначных запоминающих элементов используется Фактически одна, так как оперативная память (б,(-б) использует простые элементы памяти (например, ем костные) без регенерации информации.Технический эффект от внедрения данного предложения .заключается в создании универсального преобразователя с перестраиваемыми функцией и час тотой преобразования, повышенной точностью преобразования при уменьшении аппаратурных затрат.Формула изобретенияФункциональный преобразователь, содержащий коммутатор, выходы кото" рого соединены со входами соответствующих элементов памяти, генератор ступенчатого напряжения, выход которого соединен с первым и вторым управляющими входами многозначных за- поминающих элементов и первым входом многозначного потенциального элемента, второй. вход которого соединен с первым выходом генератора импульсови третьими управляющими входами многозначных запоминающих элементов,первый выход многоэначного потенциального элемента соединен с первым выходом преобразователя, а его второй выход является вторым выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что с целью упрощения и расширения частотного диапазона, он содержит счетчики, умножитель частоты,формирователь, дополнительный коммутатор, блок управления, функциональный генератор и масштабный блок, входкоторого является входом преобразователя, а его выход непосредственносоединен со входом коммутатора и через Формирователь со входами умножителя частоты и блока управления, вы"ход умножителя частоты соединенсовходом первого счетчика, выходы ко"торого соединены с управляющими вхо"дами коммутатора, выходы блока управления соединены со входами второгЬсчетчика, генератора импульсов и управляющими входами элементов памяти,второй выход генератора импульсовсоединен со входами генератора ступенчатого напряжения и Функционального генератора, выход которого соединен с управляющим входом многозначного готенциального элемента, выходы .ф,второго счетчика соединены с управляющими входами дополнительного коммута"тора, выход которого является первымвыходом преобразователя, выходы элементов памяти соединены со входамисоответствующих многозначных запоми-нающих элементов, выходы которых соединены со входами дополнительногокоммутатора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 473195, кл. С 06 6 7/26, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР Р 552622, кл. 6 06 О 7/261975 (про" тотип).744640 оставитель О. Сахарехред Л. Теслюк едактор И. Грузо рект аквз 3664 5 илиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 751 ЦНИИПИ Государственного по делам иэобретени 3035, Москва, Ж, Рауш