Устройство для сопряжения аналоговой и цифровой вычислительных машин

пц 858622 СоюзСоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М Кл ЬеуАарвтванав квинтвт СССР вв алаи кзобрвтвнкй и отвратвй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ АНАЛОГОВОЙ И ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН 3. 2Изобретение относится к области вычисш. мгновенных значений промежуточных перемен- тельной техники и может быль использовано иых, В известном устройстве эта комплексная преимущественно в аналого-цифровых.комплек- . проблема решается выбором соответствующих сах (АЦК) и гибридных вычислительных си- значений масштабных множителей и заданием сте мах. . неизменных значений коэффициентов передачиИзвестно устройство, содержащее аналоговый ф в операционных блоках. Это заведомо приво. процессор, устройство преобразования я соцря. дит к понижению точности моделирования, Дей жения, в которое входят аналого-цифровые ствительно, чем меньше значение аналоговой (АЦИ), цифроаналоговые преобразователн (ЦАЩ машинной переменной, тем ниже точность выи коммутаторы 1; числений в ЦВМ, так как ЦВМ будет работатьНедостатком его является низкая точность с кодами чисел, значащие цифры которых рас 16получаемых результатов моделирования, обус- положены лишь в младших разрядах разрядной дэвленная постоянством масштабных коэффн- сетки. В свою очередь, уменьшение диапазона циентов. изменения цифровой машинной переменной нриПри решении задач масштабирование аналого неизменности масштабных множителей приводит вых и цифровых переменных осуществляют та к уменьшению точности моделирования. Излоким образом, чтобы они изменялись в макаь- женная трудность может быть преодолена возмально допустимых диапазонах, так как толь. можностью автоматического изменения масштаб. ко в этом случае достигается наибольшая точ- ных множителей в ходе вычислительного про. ность моделирования, С другой стороны, зада. цесса.29ние максимально допустимого диапазона ма.шинных переменных в ряде случаев приводит Наиболее близким по технической сущности к переполнению разрядной сетки цифровон вы. К изобретению является система, содержащая числительной машины (ЦВМ) при вычислении аналоговую вычислительную машину (АВМ),85802 15 20 25 ЭО 35 выход второго триггера соединен с третьимвходом регистра сдвига, первый вход регистрасдвига и вход одновибратора блока анализа со.единены соответственно с первым и вторымвыходами АЦП, выход регистра сдвига через 45. элемент НЕ подключен к. первому. входу элемента И, второй и третий входы которого соеащвны соответственно с выходом одновибра.тора. и с вторым выходом генератора импуль..сов выход элемента И соединен с вторымвходом регистра сдвига и с первым входомсчетчика, выход которого подключен к входу.ЦВМ, второй вход счетп 1 ка и третий вход регистра сдвига соединены с выходом схемы срав. пения, 55 ЦВМ, устройство нреобразовання и сопряжения и масштабный блок 21.Она также обладает невысокой точностью . моделирования из-за постоянства масштабных множителей,Целью изобретения является расширение фун кщюнальных возможностей за счет автоматического изменения масштабных множителей в ходе вычислений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее АЦП, вход которого подключен к выходу АВМ, первый выход со-. единен с информационным входом. ЦВМ, информационный выход которой через последователь но. соединенные ЦАП, коммутаторы и блок резисторов подключен к .входу АВМ, управляющие входы коммутаторов подключены соответственно к выходам регистра, введены вычитающий счетчик, генератор импульсов, схема сравнения, два элемента И, регистр сдвига, группаэлементов НЕ, два трщтера, элемент задержки,одновибратор и блок анализа, включающий регистр сдвига, элементы И, ИБ, счетчйк и одновибратор, причем первый выход генератора им.пульсов соединен с первыми входами элементов И, выход первого элемента И соединен спервым входом вычитающего счетчика, второйвход которого соединен с выходом ЦВМ, вы.ход второго элемента И подключен к первомувходу регистра сдвига, выход вычитающегосчетчика соединен с входом схемы сравнения,выход которой соединен с вторыми. входамипервого и второго элементов И, с входами пер.вого и второго триггеров и с управляющимвходом ЦВМ, выход первого триггера соединенс входом одновибратора, первый выход которого через элемент задержки соединен с вторым входом регистра сдвига, вь 1 ходы которого ивторой вь 1 ход одновибратора через группу элементов НЕ подключень 1 к входам регистра,. На чертеже представлена схема устройства, Устройство содержит схему 1 сравнения, генератор 2 импульсов, элементы И 3 и 4, вы 2 4.читающий счетчик 5, регистр 6 сдвига, триггеры 7 и 8, одновибратор 9, АВМ 10, устройство11 сопряжения, ЦВМ.12, блок 13 анализа, группу элементов НЕ 14, регистр 15, элемент 1 бзадержки, коммутаторы 17, блок 18 логики,регистр 19 сдвига, элемент НЕ 20, элемент И21, счетчик 22, блок 23 резисторов, АЦН 24,ЦАП 25, одновибратор 26.В в,лодном состоянии сигнал с выхода схе.ьы 1 сравнения равен нулю, поэтому имнульсы с генератора 2 импульсов через элементы И3 и 4 не поступают на вход вычитающего счетчика 5 и регистра 6 сдвига, В регистре 6 сдвига в среднем разряда записана единица, Триг.гер 7 и триггер 8 находятся в единичном со.стоянии. Сигналом с выхода триггера. 7 сдви.гающий регистр 6 подготовлен для сдвига единицы вправо. Сигнал на выходе одновибратора9 равен нулю, Сйгнал готовности с выходасхемы 1 равен нулю, что говорит о готовностик работе блока 18 логики. В блоке 1.3 анализасигнал на выходе одиовибратора 26 равен нулю, Импульсы с генератора 2 не поступают,на вход счетчика 22,Аналоговые сигщлы с АВМ 10 поступаютна АЦП 24,.а с него цифровой код подаетсяв ЦВМ 12 и блок 13 анализа. Выходной кодАЦП записывается в регистр 19 сдвига, Еслив первом разряде после знакового в сдвига.ющем Регистре 19 записан нуль, то иа выходеэлемента 20 будет единичный сигнал, По сигналу "Конец преобразования АЦП жпускаетсяодновибратор 26 и импульсы с генератора 2начинают поступать иа регистр 19 и счетчик22 до тех пор, пока в первом. разряде послезнакового не будет единица. В этом случае навыходе элемента ЯЕ 20 будет нулевой сигнал.и импульсы с генератора 2 не будут поступатьОна счетчик 22.и регистр 19. Сдвиг кода в регистре 19 происходит влево. Количество импульсов в счетчике. 22 бутют равно количеству сдвигов, Код, записанный в счетчике, является вь 1- ходной величиной блока 13 анализа, Время работы одновибратора выбирается таким, чтобыможно было оеуществить количество сдвигов,равное разрядности АЦП. По сигналу с ЦВМ 12происходит опрос АЦП 24 и одновременно бло.ка 13 анализа, с выхода которого считываетсякод,: равный количеству нулей до первой знача.щей цифры в старпжх разрядах кода, считанного с АЦИ. Этот код запоминается в фиксированной ячейке памяти ЦЙМ 12, Крове этого,в ЦВМ 12 происходит сдвиг считанного с АЦЙкода влево до тех пор, пока первая значащаяцифра не полвится в .етаршем разраде, та. происходит сдвиг кода влево иа колиюство:разрядов, равное коду, считанному с блока 13 анализа, Ясли при обработке информавжи с АЮ858022 б 5возникает переполнение разрядной сетки ЦВМ 12,то по сигналу переполнения результат вычисления сдвигается вправо на один разряд, а колиаство сдвигов запоминается в другой фикси.рованной ячейке. памяти. После отработки алгоритма ЦБМ 12 выдает сигнал в виде цифрового кода на ЦАП 25,Затем из фиксированной ячейки памяти ЦВМ12 выдает код, равный количеству запомненныхсдвигов вправо, на вычитающий счетчик 5 блока 18 логики. Сигнал на выходе схемы 1 сравнения становится равным единице.и подаетсяна входы элементов И 3 и 4, а также на счетчик 22 и регистр 19, тем самым сбрасывая ихв нуль. Импульсы с генератора 2 через элемен. 1 зты. И 3 и 4, начинают поступать на вычнтающий.счетчик 5 и .регистр 6. Единица в регистре 6сдвигается вправо на столькоразрядов, сколько единиц записано в вычктающий счетчик 5.По обкулению счетчика 5 сигнал на выходе 20схемы 1 сравнения становится равным нулю.Иьптульсы с генератора 2 прекращают поступатьв счетчик 5 и регистр 6. Триггеры 7 и 8 устанавливаются в нулевое состояние, при этом сигнал с выхода триггера .7 подготавливает регистр 6 для сдвига влево, Кроме того, нулевой сигнал на выходе схемы 1 сравнения является сигналом готовности, по .которому ЦВМ 12 выдает в счетчик 5 код, равный количеству сдвигов влево, Сигнал на выходе схемы 1 сравнения снова становится равным единице и поступает на элементы И 3 и 4; Импульсы с генератора 2 поступают в счетчик 5 и регистр б. Единица в регистре б начинает сдвигаться влево. При обнуленни счетчика 5 сигнал на выходе схемы 1 сравнения вновь становится равным нулю. Импульсы с генератора 2 прекращают поступать в счетчик 5 и регистр 6, Триггерь 1 7 и 8 устанавливают. 4 о ся в единичное состояние. Сигналом с выхода . триггера 7 регистр 6 подготавливается для .сдвига единицы вправо, а передний фронт импульса триггера 8 запускает одновибратор 9.Сигнал с одновибратора 9 открывает элементы НЕ 14 и происходит перезапись единицы с ре. гистра б в регистр 15. Кроме того, сигнал с одновибратора 9, пройдя элемент 16 задержки, устанавливает регистр б в исходное состояние, те. единиву в среднем разряде. Сигнал с:ре.гистра 15 поступает на коммутаторы 17; В зависимости от того, в каком разряде окажется единица в регйстре 15, будет открыт соответ ствующий коммутатор 17, Сигнал с выхода ЦАП через открытый коммутатор 17 поступает на вход АВМ 10; Резисторы в блоке 23 нодобраны.таким образом, что коэффициент передачи будет изменяться при открытщ соответству-. ницего коммутатора 17 пропорционально раз. ности количества сдвигов в ЦВМ 12 вправо и влево, т,е. будет осуществляться автоматичес. кое масштабирование,Устройство работает с кодами находящимися во всех разрядах разрядной сетки ЦВМ. Даже при малых значениях машинных переменных в АВМ им будут соответствовать коды, находящиеся в старших разрядах разрядной сетки ЦВМ. При этом, если в ЦВМ количество сдвигов влево больше, чем количество сдвигов вправо, то коэффициент передачи операционно. го блока, входящего в АВМ, уменьшается, и наоборот,Формула изобретения Устройство для сопряжения аналоговой и цифровой вычислительных машин, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу аналоговой вычислительной машины, первый выход соединен с ин. формационным входом цифровой вычислитель. ной машины, информационный выход которой через последовательно соединенные цифроанало. говый преобразователь, коммутаторы и блок резисторов подключен к входу аналоговой вычислительной машины, управляющие входы ком мутаторов подключены соответственно к выходам регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воз. можностей за счет автоматического изменения масштабных множителей, в него введены вычитающий счетчик,. генератор импульсов, схема сравнения, два, элемента И, регистр сдвига, группа элементов НЕ, два триггера, элемент задержки, одновнбратор, блок анализа, включающий регистр сдвига, элементы И, НЕ, счетчик и од. новнбратор, причем первый выход генератора импульсов соединен с первыми входами эле. ментов И, выход первого элемента И соединен е первым входом выччтающего счетчика, второй вход которого соединен с выходом цифро. вой вычислительной машины, выход второго элемента И подключеи к первому входу регистра сдвига, выход вычитающего счетчика соединен с входом схемы сравнения, выход которой соединен с вторымп входами. первого и второго элементов И, с входами первого и второго триггеров н с управляющим входом цифровой вычислительной машины, вьход первого трипера соединен с входом одновибратора, первыйвыход которого черег элемент задержки соединен с Вторым входом регистра сдвига, выходы которого и второй выход одювнбратора черезгруппу элементов ЯЕ подключены к входам регистра, выход второго триггера соединен стретьим входом регистра сдвига, первый входрегистра сдвига и вход одновибратора блокаоставнтепь А, Жереновехред А; Ач Корректор вка тор ПодписноеССР Заказ 7247 81 Тираж 745 И. Государственного комит делам изобретений и откры Москва, Ж, Раушскаяета Стийнаб., д, 45 20 ент", г. Ужгоро ктная, 4 лнал ППП 7 858022 6анализа соединены соответственно с первым н лнтельной машины, второй вход счетчика ивторым выходами аналого-цифрового преобра- третий вход регистра сдвига соединены с вы.зователя, выход регистра сдвига через элемент ходом схемы сравнения,НЕ подклвчен к первому входу элемента И, Источники информации,второй и третий входы которого соединены со. 5 принятые во внимание при экспертизеответственно с выходом одновнбратора и с вто. Вопросы радиоэлектроники, Серия ЗВТ,рым вькодом генератора импульсов, выход 1976, вып, 2, с. 3-11.элемента И соединен с вторым входом регист. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке,ра сдвига и с первым входом счетчика, выход, У 2 б 50134/18-24, кл. 6 06 Л 1/00, 1978 (врокоторого подключен к входу цифровой вычнс. тотип).