Цифровой функциональный преобразователь

(72) Авторы изобретения тель КЦИОНАЛЬНЫЙ БРАЭОВ АТЕЛЬ(54) ЦИФРОВОИ го соеднторой на нуль, выхо ко ра вход спервым вхокоторого ора импульавляе мого аписи, причемперезаписиобразователя,с группой Недосявляютс быстродействие, водимой кусочдостаточн частки воспроной функции мо о, чт о-лин ут быть ми углами наклона оложитель что функция п менного инте применения,Целью иние быстроде Мионяльных в едставляется в виде вреала, что сужает область гис ши Изобретение относится к вычислительной технике и,может быть использовано в автоматике, телемеханике и информационно-измерительной технике.Известен функциональный нреобразователь 1 содержащий два блока памяти, генератор импульсов, дополнительный генератор импульсов, два генератора ступенчатого напряжения, блок выделения временного интервала, матрицу совпадений и мна10 гоэвенный потенциальный элемент.Недостатками преобразователя являются сложность и вследствие этого недостаточная надежность недостаточное быстродействие, а также то, что участки воспроиэ15 водимой кусочнслинейной функции могут быть только положительными углами наклонаНаиболее близким технической сущности к изобретению является .функциональный преобразователь 1 2, содержащий ртр группа выходов которого через дефратор соединена с группой входов управляемого делителя частоты блок анаиен с первым входом триггевход которого соединен сопреобразователя, а выходдом элемента И, второй вхосоединен с выходом генератсов, а выход - с входом упрлителя частоты, блоки перегруппа входов первого блокявляется группой входов пра группа выходов соединенавходов регистра. тками этого прео азовател зобретения является повышевия и расширение функ.можностей за счет получения функции с отрицательными угламинаклона,Поставленная цель достигается тем,что в предложенный преобразователь введены реверсивный счетчик, блок формирования начального кода, вычитающий блок, фвычитающий счетчик, Первый и второй выходы управляемого делителя частоты соединены соответственно с входами "сложение" и "вычитание" реверсивного счетчика, группа входов которого соединена с фгруппой выходов второго блока перезаписи, а группа выходов является группойвыходов преобразователя, Первая и вторая группы выходов и группа входов блська формирования начального кода соедине- фны соответственно с группой входов второго. блока перезаписи, первой группойвходов вычитающего блока и группой выходов дешифратора, группа входов которого соединена со второй группой входов фвычитающего блока, группа выходов которого соединена с группой входов третьего блока перезаписи, группа выходов которого соединена с группой входов вьчитающего счетчика, группа выходов кото 23рого соединена с группой входов блокаанализа кода на нуль. Третий и четвертый выходы управляемого делителя частоты соединены соответственно с управлянщими входами второго и третьего блокаперезаписи и входом вычитающего счетчика.На фиг. 1 дана структурная схемафункционального преобразователя; на35фиг. 2 - пример воспроизводимой кусочно-линейной функции.Цлфровой функциональный преобразователь содержит первый блок перезаписи 1,регистр 2, дешифратор 3, управляемыйделитель частоты 4, вычитающий блок 5,блок формирования начального кода 6,вычитающий счетчик 7, третий блок лерезаписи 8, реверсивный счетчик 9, второйблок перезаписи 10, блок анализа кодовна нуль 11, триггер 12, элемент И 13и генератор импульсов 14,Реверсивный счетчик 9 имеет вход15 сложения и вход 16 "вычитания.Выходы делителя частоты 4 соединены щс счетчиком 9, блоками перезаписи 10и 8 и счетчиком 7. Первые выходы блокаформирования начального кода 6 черезблок перезаписи 10 соединены со счетчиком 9, вторые выходы через вьчитающий дблок 5, блок перезаписи 8 и вычитающийсчетчик 7 - с блоком 11, а выходы - свыходами дешифратора 3, входы которого соединены с вычитающим блоком 5 и рьгистром 2. Входы регистра 2 подключены к блоку перезаписи 1 и счетчику 9, один из входов которого соединен со входом делителя частоты 4 и элементом И 13, первый вход которого соединен с .генератором импульсов 14, а второй через триггер 12 - с блоком 13Входным узлом преобразователя является регистр 2, на который через блок перезаписи 1 записывается код аргумец- та Иикл преобразования начинается с приходом импульса исходного состояния (ИС), который устанавливает регистр 2 и счеъ. чик 9 в исходное "нулевое" состояние. С интервалом времени, который определяется переходными процессами в регистре 2,. на блок 1 поступает начальный импу.ъс (НИ), который записывает в регистр 1 код аргумента И . С регистра 2 код аргумента поступает на вычитающий блок 5 и дешифратор 3.Дешифратор 3 представляет собой набор логических устройств, которые определяют заданный коэффициент деления де лителя частоты 4 в зависимости от кода аргумента Я, соответствующего определенному участку воспроизводимой кусочно-линейной функции. Эти логические у:.ъройства выдают сигнал, например, в диде логической "1" при коде, равном или боль" шем определенного значения кода аргум нта, а при коде, меньшем, чем это значение кода аргумента - сигнал с логическим уровнем "О".С выхода дешифратора 3 сигналы, например, в виде логического уровня "1 поступают на делитель частоты 4, кото рый представляет собой двоичный счетчик с запоминающимИ и логическими элементами, для установки заданного коэффици ента деления с поступлением импульса становки (ИУ) и блок формирования начаж ного кода 6, который, в свою очередь, выдает значение начального кода, соответствующее определенному заданному участку воспроизводимой кусочно-линейной функции. Значение начального кода с блока 6 поступает на счетчик импульсов 9 и блок 5.Допустим, что в регистр 2 запнсаи код аргумента М, соответствующий участ ку А- А +1 воспроизводимой кусочно-линейной фунз;ции. Тогда на выходе дешнфратора 3 появляется сигнал с. логическим уровнем "1", который, воздействуя на блок формирования начального кода 6, позволяетполучить наего выходе значение кода, соответствующее начальной точке А участ ка А-А+1 воспроизводимой кусочно-линейной функции, С выхода блока 6 начальный код поступает на блок перезаписи 10 и вычитаюший блок 5, С выхода бло- Ф ка 5 на блок перезаписи 8 поступает код, который является разностью между кс",ом, поступающим с регистра 2 (кодом аргументайк ), и кодом блока формирования начального кода 6. Кроме то 1 я о, сигнал с логическим уровнем "1" с выхода дешифратора 3 поступает на делитель частоты 4. Этот сигнал с делителя 4, соответствующий участку А-А воспроизводимой кусочнс-линейной фуыции, разрешает с поступлением ИУ установку коэффициента деления, соответствующего участку А - А+1. По сигналу ИУ через делитель 4 значение начального кода, соответствующее начальной точке А ф .участка А - А+1 воспроизводимой кусочно-линейной функции заносится через блок перезаписи 10 в счетчик 9 и через блок перезаписи 8 - в вычитающий блок 7. Значение кода, которое заносится в счетчик 7, является разностью между ко дом аргумента Ыи начальным кодом,Кроме того, с выхода делителя частоты 4 на управляющий вход (сложение) поступает сигнал, разрешающий функцио-нирование счетчика 9 в режиме накопления.При поступлении импульса "пуск" (ИЩ .триггер 12 устанавливается в единичное состояние. Через элемент И 1 3 на вход делителя частоты 4 и счетчика 9 начинают поступать импульсы с периодом Т генератора импульсов 14. На выходе делителя частоты 4 возникает последоватещ- ность импульсов с периодом( Кд-я+ )о угде КА - коэффициент деления, соответствующий участку АА+1 воспроизводимой функ 43ции.Зти импульсы поступают на вход счет чика 7. Когда счетчик 7 под действием импульсов делителя частоты 4 обнуляетсящ иа выходе блока 11 возникает сигнал, уьтанавливающий триггер 12 в исходное нулевое состояние. При этом прекращается поступление через элемент И 13 импульсов с генератора 14 на вход делители33 частоты 4 и счетчика 9. В счетчике 9 зарегистрирован код, который является функцией от ар"умента И, т. е. Й =У(ИД,и этот код соответствует точке Б участка А-А + 1 воспроизводимой кусочно-линейной функции.При коде аргумента Кзаписанном2в регистре 2, на выходе дешифратора 3 появляется сигнал с логическим уровнем "1", который, воздействуя на блок формирования начального кода 6, позволяет получить на его выходе значение кода, соответствующее начальной точке А+2 участка А+2 - А+3 воспроизводимой кусочно-линейной функции. С выхода блока 6 начальный код поступает на блок перезаписи 10 и вычитающий блок 5. С выхода блока 5 на блок тйрезаписи 8 поступает код, который является разностью между кодом, поступающим с регистра 2 (кодом аргумента Мх ), и кодом блока 6, Кроме того, сигнал с логическим уровнем "1" с выхода дешифратора 3 поступает сна делитель частоты 4. Зтот сигнал запрещает действие сигнала с выхода дешифратора 3, устанавливающего коэффициент деления делителя 4, соответствующий участку А+1 - А+2 воспроизводимой кусочно-линейной функции, и разрешает, с поступлением ИУ установку коэффициента деления, соответствующего участку А+2 - А+3. Импульсом установки через делитель 4 значение начального кода, соот ветствуюшее начальной точке А+2 учасчькв А+2 -. А+3 воспроизводимой кусочнолнчейной функции заносится через блок перезаписи 10 в счетчик 9 и через блок перезаписи 8 - в счетчик 7. Значение кода, которое заносится и счетчик 7, является разностью между кодом аргумента Ях и начальным кодом, Кроме того, с выхода делителя частоты 4 на управляющий вход 16 (вычитание) поступает снгънал, разрешакнций функционирование счет чика 9 в режиме вычитания. При поступлении ИП триггер 12 устанавливается в единичное состояние. Через элемент И 13 на вход делителя 4 и счетчика 9 начинают поступать импульсы с периодом Т генератора импульсов 14. На выходе делителя 4 возникает последовательность импульсов с периодомтк т4+2. - А+3 фгде К- коэффициент деления, соответствующий участку А+2 А+3 воспроизводимой кусочно-линейной функции,Зти импульсы поступают на вход счетчика 7. Когда счетчик 7 под действиемимпульсов делителя 4 обнулится, на выходе блока 1 1 возникает сигнал, устанавливающий триггер 12 в исходное нулевое состояние. При этом прекращается постуг- ление импульсов с генератора 14 через элемент И 1 3 на вход делителя частоты 4, В счетчике 9 зарегистрирован код М который является функцией от аргумента, т. е. Я =(М 2), и этот код со 2ответствует точке Б 1 участка А+2-А+3 воспроизводимой кусочно-линейной функ- ф ции. Иэ вышеизложенного следует, что при воспроизведении участков кусочно-линейной функции с положительными углами наклона начальный код, эарегистрировае.15 ный в счетчике 9, увеличивается посредством накопления импульсов с периодом Тэа при воспроизведении участков кусочно-линейной функции с отрицательными углами наклона начальный код, зарегист 20 рированный в счетчике 9, уменьшается посредством вычитания импульсов с периодом Т.Количество импульсов, поступивших на счетчик 9, определяется интерваломИ времени, который начинается с установки триггера 12 в единичное состояние ИП и заканчивается установкой триггера 12 в исходное нулевое состояние сигналом с блока 11.Цифровой функциональный преобразователь позволяет воспроизводить участки кусочно-линейной функции не только с положительными углами наклона, но и с от 33 рицательными, обеспечивает выбор любой точки на любом участке воспроизводимой функции в зависимости от кода аргумента,что повышает быстродействие преобразователя. Кроме того, функциональные во:, можности и область применения преобразователя расширяются вследствие представления значения воспроизводимой функции цифровым кодом.43Формула изобретенияЦифровой функциональный преобраэова. тель, содержащий регистр, группа выходов которого через дешифратор соединена с рруппой,входов управляемого делителя частоты, блок анализа кода на нуль, вььход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен со входом пуск" преобразователя, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом управляемого делителя частоты, блоки перезаписи, причем группа входов первого блока перезаписи является группой входов преобразователя, а группа выходов соединена с группой входов регистра, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных воэможностей эа счет получения участков функции с отрицательными углами наклона, в него введены реверсивный счетчик, блок формирования начального кода, вычитаюший блок, вычитающий счетчик причем .первый и второй выходы управляемсго делителя частоты соединены соответственно с вхо дами ."сложение" и "вычитание" реверсивного счетчика, группа входов которого соединена с группой выходов второго блока перезаписи а группа выходов яе ляется группой выходов преобразователя, первая и вторая группы выходов и груп- па входов блока формирования начального кода соединены соответст.;анно с группой входов второго блока перезаписи, первой группой входов вычитаюшего блока и группой выходов дешифратора, гру;- па входов которого соединена со второй группой входов вычитаюшего блока, .группа выходов которого соединена с группой входов третьего блока перезаписи, группа выходов которого соединена с группой входов вычитающего счетчика, группа выходов которого соединена с группой входов блока анализа кода на нуг. третий и четвертый выходы управляемого делителя частоты соединены соответственно с управляющими входами второго и третьего блоков перезаписи и с входом вычитаюшего счетчика.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 473195, кл. Ь 06 Р 3/00 1974.2. Авторское свидетельство СССР М 275548, кл, Н 03 К 13/02 1970.684552 ИИПИ Заказфилиал ППП "Пат фх,О/44 Тираж 780 Подпи