Универсальный числовой функциональный

ОПИСАНИЕ 386410ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 29.1,1971 ( 1620349 л 18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 14.И,1973, Бюллетень26Дата опубликования описания 21,1.1974 Ч Кч 6 061 300 6 08 с 9/00Государственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытийУДК 681,142.07:53. ,087,92 (088.8) Авторыизобретения Ю, Н. Ефимов и О. Б. Станишевский Таганрогский радиотехнический институтЗаявитель УНИВЕРСАЛЬНЪЙ ЧИСЛОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТИПА ПРИРАЩЕНИЕ - ПРИРАЩЕНИЕИзобретение относится к области вычислительной техники и может применяться в цифровых интегрирующих машинах.Известен числовой функциональный,преобразователь типа приращение - приращение, содержащий линейные преобразователи приращение - приращение, реверсивный счетчик приращения аргумента, дешифратор, схемы сборки и ключи.Недостатком известного устройства является невозможность реализации произвольной функции, заданной графически или таблично, и сложность настройки на отрабатываемую фун,кцию.Цель изобретения - достижение возможности реализации функций, заданных графически или таблично, упрощение конструкции и упрощение настройки на требуемую функцию.Для достижения этого предлагаемый преобразователь дополнительно содержит запоминающее устройство знаков приращения наклонов и реверсивный счетчик приращения наклонов; один вход запоминающего устройства подключен к выходу реверсивного счетчика приращения аргумента, а другой - к выходу вентиля, выход запоминающего устройства через схему формирования знака приращения наклонов соединен с управляющим входом реверсивного счетчика приращения наклонов, счетный вход которого через линию задержки подключен к выходу вентиля; выходы реверсивного счетчика приращения наклонов соединены соответственно со входами линейного преобразователя и входом схемы формирования знака при 5 ращения функциивторой вход которой соединен с первым входом реверсивного счетчика приращения аргумента; второй вход реверсивного счетчика, приращения аргумента через вторую линию задержки соединен со входом10 вентиля, второй вход которого соединен с выходами реверсивного счетчика приращенияар гу мента.На фиг. 1 представлена блок-схема универсального числового функционального преобра 15 зователя типа приращение - приращение;фиг. 2, 3, 4 поясняют его работу.Преобразователь содержит реверсивныйсчетчик 1 приращения аргумента Лх, одноразрядное запоминающее устройство 2, линии за 20 держки 3 и 4, реверсивный счетчик 5 приращения наклонов, линейный преобразователь б, схему 7 формирования знака приращения функции, вентиль 8, схему 9 формирования знака приращения наклона.25 В преобразователе применен метод кусочнолинейной аппроксимации заданной непрерывной кривой. Такая аппроксимация может быть осуществлена с люоой наперед заданной точностью, определяющей количество линейных 30 отрезков.вход 10 импульса Лх и на управляющий вход 11 потенциала знатока приращения аргумента Лхзн формирует число х=хт 1ххО, равное числу импульсов Лх или приращений Ьх, отсчитанных от начала линейного отрезка.При переполнении, т. е. при окончании очередного линейного отрезка, формируется импульс, поступающий на запоминающее устройство 2 на вход 12, и формируется номер оче 60 65 В преобразователе весь диапазон изменения аргумента х,разбит на 2приращений Лх. Количество приращений в каждом линейном отрезке равно 2", а количество линейных отрезков равно 2". При достаточно большом а 5 попрешность,кусочно-линейной аппроксимации достаточно мала.Помимо кусочно-линейной аппроксимации в преобразователе применена ступенчатая аппроксимация каждого линейного отрезка, обе спечивающая квантование по независимой и зависимой переменным (фиг, 2).При этом, входная информация - приращения Ьх - представляется в импульсной форме (наличие импульса соответствует наличию при ращения, а отсутствие импульса - отсутствию приращения), выходная информация - приращения функции - представляется в форме единичных или нулевых потенциалов, соответствующих наличию или отсутствию прираще ний функции. Наличие ступеньки у ступенчатой кривой (фиг. 2) трактуется как приращение функции и реализуется единичным потенциалом на,выходе преобразователя, а отсутствие ступеньки трактуется как отсутствие 25 приращения функции и реализуется нулевым потенциалом.Система импульсов, соответствующая приращениям аргумента, и система потенциалов, соответствующая приращениям функции, по строенные для кривой на фиг. 2, представлены на фиг. 3.Преобразователь отрабатывает функции, масштабированные так, что наклон их по модулю не превышает 1 - 2 - ". Поэтому число 35 возможных наклонов линейных отрезков определяется числом приращений Ьх в линейном отрезке, Таким образом, возможный наклон линейного отрезка можно представить в форме а 2 - ", где а,принимает любое из зна чений О, 1, 2, (2 - 1).Кусочно-линейная аппроксимация, используемая в преобразователе, несколько необычна. В соответствии с этой аппроксимацией наклон каждого линейного отрезка отличается 45 от наклона соседнего на минимально возможную величину 2 - ф, так что соседние отрезки не,могут иметь одинаковый наклон. Этот способ требует хранения одноразрядных приращений наклонов отрезков вместо многоразряд ных наклонов, что резко снижает объем запоминающего устройства.Преобразователь работает следующим образом.Реверсивный счетчик 1 приращения аргумента Лх при поступлении на его счетный редного отрабатываемого линейного отрезка.,В качестве считывающего используется импульс, выработанный вентилем 8, открытым в начале каждого линейного отрезка, т. е, при нулевом состоянии счетчика 1, и пропускающим на выход импульс Лх, задержанный линией задержки 3 на время окончания переходных процессов в счетчике 1. Этот импульс поступает на вход 13 запоминающего устройства 2.Запоминающее устройство выдает знак приращения наклона очередного отрезка Ла Действительный знак приращения наклона Ла, формируется с помощью схемы 9, имеющей структуру, определяемую формулой:Ьа= Ьа,Ьхз/ Ьа,Ьхз.Знак приращения наклона, выработанный схемой 9, поступает на управляющий вход 14 реверсивного счетчика Б,приращения наклонов, на счетный вход 15 этого же счетчика поступает считывающий импульс, задержанный линией задержки 4 на время окончания переходных процессов в запоминающем устройстве. Таким образом, в счетчике 5 формируется,величина наклона очередного отрабатываемого линейного отрезка,Отличительной особенностью счетчика б по сравнению с обычными реверсивными счетчиками является то, что он работает в непрямом коде. Для этого в счетчике помимо цифровых разрядов предусматривается знаковый разряд, любое изменение состояния которого используется для сброса в нуль всех цифровых разрядов счетчика за исключением младшего. Кроме того, знаки вриращений наклонов, хранимые в запоминающем устройстве, для отрицательных наклонов берутся обратными, Таким образом, при последовательном уменьшении наклонов в счетчике вслед за нулем 0.0 000 сформируется отрицательная единица 1. 0001 в прямом коде. Поскольку, начиная с этого момента, наклоны становятся отрицательными и кодирование знаков приращений наклонов,в запоминающем устройстве меняется на обратное, то при дальнейшвм уменьшении наклонов в счетчике фиксируются числа 1.00101.0011, т. е. отрицательные двойка, тройка и т, д. При увеличении наклонов в счетчике, например, после отрицательной двойки 1,0010 фиксируется отрицательная единица 1,0001 и далее нуль 1.0000. Вслед за нулем в счетчике зафиксируется положительная единица 0.0001.Таким образом, в счетчике Б формируется в прямом коде величина наклона отрабатываемого линейного отрезка, т, е.,модуль наклона а=а ь аи знак наклона азнЗнак наклона а, и знак приращения аргумента Лх, используются схемой 7 для формирования значка приращения функции. Структурная формула схемы 7 имеет следующий очевидный вид:Л (х)э= азЬхз/ аЬхэ,Модуль наклона линейного отрезка а ь а о, и число х=хп,х,хо, содержащееся в счетчике 1 приращения аргумента и равное количеству приращений Лх, отсчитанных от начала линейного отрезкаиспользуются линейным преобразователем б, вырабатывающим единичный или нулевой потенциал, соответствующий наличию или отсутствию приращения функции Л(х) в точке х=хх,хо линейного отрезка, имеющего наклон а= =а ь,а,Структурная формула линейного преобразователя может быть установлена в результате следующих рассуждений.Представим число а=О, аа 2а,в форме а=а0,1000 +а 2 0,01000 + + +а , 0,001, что соответствует представлению наклона а некоторого отрезка суммой наклонов 0,1000, 0000, 0001 отрезков, которые можно назвать основными.Рассмотрим основные отрезки и ступенчатые,кривые, соответствующие нм (фиг. 4 для случая т=4), В частности, наклону 0,10000 соответствует ступенчатая кривая фиг. 4 а, где А(х) =1 во всех точках, где аргумент х= =х ь х,хо представляется числом с хо= 1. Поэтому функция Л (х) может быть представлена в формеЬ(х) = а хо.Наклону 0,010000 соответствует ступенчатая кривая фиг. 4 б, где Л(х) = 1 во всех точ,ках, где аргумент х представляется числом, у которого ххо=10. Поэтому, функция Л(х) может быть представлена в формеЬ 1(Х) =-а 2 ХХАналогичные рассуждения позволяют утверждать, что наклону а=0,0а,00 соответствует логическая функцияЬ(Х):- 8 ХЕ 1 ХЕ 2 Х Хо.Исходя из возможности, представления любого возможного наклона суммой основных наклонов и учитывая, что ступеньки ступенчатых кривых основных отрезков не могут на. ,кладываться одна на другую, логическая функция, соответствующая отрезку с произ 10 вольным наклоном а=О, а т а 2,а о может быть представлена в форме:Ь 1 (Х) = а 1 Хо Ч, /а Х, Х, 2,.Х, Х,.Эта формула является структурной формулой линейного преобразователя. Построенный в соответствии с этой формулой линейный преобразователь чрезвычайно прост и включает в себя т - 1 инвертор, т схем совпадения и одну схему сборки. Предмет изобретенияУниверсальный числовой функциональныйпреобразователь типа приращение - приращение, содержащий реверсивный счетчик приращения аргумента, выходы которого соединены со входами линейного преобразователя, схему формирования знака приращения наклона, схему формирования знака приращения функции, линии задержки и вентиль, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и сокращения оборудования, он дополнительно содержит за поминающее устройство знаков приращениянаклонов и реверсивный счетчик приращения наклонов, один вход запоминающего устройства подключен к выходу реверсивного счетчика приращения аргумента, а другой - к 35 выходу вентиля, выход запоминающего устройства через схему гЬормирования знака приращения наклонов соединен с управляющим входом реверсивного счетчика приращения на,клонов, счетный вход которого через линию 40 задержки, подключен к выходу вентиля, выхо,ды реверсивного счетчика приращения наклонов соединены соответственно со входами линейного преобразователя и входом схемы формирования знака приращения функции, вто рой вход которой соединен с аервым входомреверсивного счетчика приращения аргумента, второй вход реверсивного счетчика приращения аргумента через вторую линию задержки соединен со входом вентиля, второй вход 50 которого соединен с выходами реверсивногосчетчика приращения аргумента,386410 ВУх) фиг Фа фиг Ф АУх/ Составитель И, Долгушева Техред Л, БогдановаКорректор Т. Гревцова Редактор Б. Наикииа Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3685/2 Изд.2012 Тираж 647 ПодвисноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5