Устройство для воспроизведения функций

О П И.,;б"А".Я йИЗОБРЕТЕН Сою ветски Социалистически Республик(5 етень М20;12.7 72) Автор изобретения Н. М.С в на Ленина алектротехнически, И. Ульянова (Ленина) нинградский ор институт им..(54) УСТРОИС тся к области выи может найти приеских информацион темах, в вычислико мплексах.5 Изобретение относ числительной техники менение в телеметрич ноизмерительных сис тельных управляющих а Известно устройство 1, содержащее входной преобразователь, преобразователь амплитуды напряжения во времен 11 ой интервал, преобразователь временного интервала в число импульсов. Входнаявеличина с помощью преобразователя формируется в виде соответствующего напряжения, амплитуда которого затем преобра зуется в сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Импульсы поступают на переключающее устройство, которое эа, пираетея в течение интервала времени, пропорционального напряжению преобразуемого сигнала. К переключающему устрой-,о ству подключена схема, которая изменяет .частоту импульсной последовательности, поступающей на перчслючающее устройство, при поступлеии, на это устройство15 сп Ркуюрстаанньй кеаитвт СССР ав аяам ваовретений н открытнв2к ждого из нескольких определенных чисел импульсов.Недостатком устройства является наличие ограничения на инструментальную погрешность, что обусловлено используемымианалоговыми элементами,Известно также устройство 121, реализующее множительно-тангенсныв функ- "ции с использованием Время-импульсногопредставления информации, методов аппроксимации и построенное на цифровой элементнй базе, Оно содержит блок преобразователей, блок памяти коэффициентов,,устройство управления, операционный блокй за шестнадцать тактов вырабатываеттребуемую множитепьно-тангенсную зависимость с учетом соответствующих коэффициентов, Недостатками этого устройстваявляются низкая помехоустойчивость иэ-заотсутствия оператора усреднения при наличии большого количества обрабатываемыхчастотно-импульсных сигналов, сложностьи невысокая надежность.703825 О 15 20 25 3Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройстводля воспроизведения функций, содержащеетри реверсивных счетчика импульсов, дваэлемента И, алемент НЕ, два йогическихблока умножения, два двоичных умножителя. Причем первый и второй входы пер"вого двоичного умножителя соединены со"ответственно с выходом первого реверсивного счетчика импульсов и с первымвходом устройства, первый и второй входы второго двоичного умножителя соеди-нены соответственно с выходом второгореверсивного счетчика импульсов и с вторым входом устройства, первый выходпервого двоичного умножителя подключенк суммирующему входу третьего реверсивного счетчика импульсов, выход которогоявляется выходом устройства, вь 1 ход пер;вого логического блока умножения соедйнен с первым входом первого алементаИ, выход которого подключен к суммиррующему входу первого реверсивного счет чика импульсов, выход второго логического блока умножения соединен с первымвходом второго: элемента И, выход которого подключен к суммирующему входувторого реверсивного счетчика импульсов,третий вход устройства соединен с вторымвходом первого элемента И и входом элеентв НЕ, выход которого подключен квторому входу второго алемента И 3 .Такое устройство воспроизводит множительную, тангенсную и множительнотангенсную функцйи, основываясьнапринципе автсматической компенСациичастотно-импульсных последовательностей,реализуемом с помощью отрицательнойобратной связи. Его недостатками являются сложность и невысокая надежность,обусловленные наличием двух комбинационных сумматоров-вычитателей и большимколичеством счетчиков,Целью изобретения является упрощениеи повышение надежности устройства.Это достигается темчто устройстводополнительно содержит третий и четвертый логические блоки умножении, третий,четвертый, пятый и шестой алементы И,два элемента ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с вычитаюшимивходами первого и второго реверсивныхсчетчиков импульсов Причем выход первого. реверсивного счетчика импульсовсоединен с первым входом третьего логического блока умножения, выход второгореверсивного счетчика импульсов - с первым входом четвертого логического блока 4 умножения, выход третьего реверсивногосчетчика импульсов - с первым входомвторого логического блока умножения,первый вход первого логического блокаумножения соединен- с четвертым входом устройства, вторые входы первого, второго и четвертого логических блоков умножения соединены с вторым выходом первого двоичного умножителя, второй вход третьего логического блока умножения йодключен к первому выходу второго двоочного умножигеля.При агом первые входы третьего, чегвергого, пятого и шестого алеменгов И соединенй соЬгвегсгвенно с первым выходом первого двоичного умножителя, с выходом третьего логическогоблока умножения, с выходом четвертогологического блока умножения и с вторым выходом второго двоичного умножителя,вторые входы третьего и шестого элементов И соединены с вторым входом первого элемента И, вторые входы четвертогои пятого элементов И - с вторым входом второго элемента И, выходы третьего ичетвертого элементов И подключены квходам первого элемента ИЛИ, выходы пятого и шестого элементов И - к вхо-.дам второго элемента ИЛИ, выход четвертого логического блока умножения соединен с вычитающим входом третьего реверсивноГо счетчика импульсов.В описываемом устройстве обеспечивается осуществление ШИМ импульсныхпоследовательностей не только по сумми 35рующим входам первых двух счетчиков, но"и по вычитающим и использование появляющейся возможности простого поочередно го суммирования импульсных последователь 40ностей а не кодов. При атом удается отка 1заться от использования двух комбинационных сумматоров-вычитателей и двух суммирующих счетчиков,На чертеже представлена блок-схема4 устройства,Устройство содержит реверсивныесчетчики 1,2 и 3 импульсов, элементы И4-9, элементы ИЛИ 10 и 11, элементНЕ 12, логические блоки 13-16 умножения, двоичные умножители 17 и 18,включающие соответственно счетчики 19и 20 с выходами, подключенными к логическим блокам 21 и 22, и имеет входы23-26 и выход 27.Устройство работает следующим образом.Пусть в исходном состоянии реверсивные счетчики 1,2,3 находятся в нулевомсостоянии, на вход 26 подвегся лвоич, подаваемый гд ал, подаваемый н х импуль ьностей, посветственно н24. Формула и тек спроизведения функреверсивных счетчиемента И, элемент лока умножения, двапричем первый и двоичного умножиетственно с выходом Устройство для во ций, содержашее три ка импульсов, два эл НЕ, два логических б двоичных умножитиля второй входы первого тела соединены соотв 5ный код, на вход 25 - ШИМ сигнал, а навходы 23 н 24 - опорные импульсныепоследовательности.Логические блоки 13, 14 и 16 умножения совместно со счетчиком 19 и логический блок 15 умножения совместно сосчетчиком 20 осуществляют линейное преобразование код -частота двоичных множителей, т,е, на выходах этих логическихблоков вырабатываются импульсные послеодовательности с частотами, средние значения которых пропорциональны соответствующим управляющим кодам,Первый же импульс, появившийся на,15выходе блока 13 в течение определенного интервала времени, проходит черезэлемент И 4 и записывается в реверсивный счетчик 1 импульсов. Двоичный умножитель 17 начинает вырабатывать имгопульсную последовательность, так какуправляющий им код с выхода счетчика 1становится отличным от нуля. Выходнаяимпульсная последовательность двоичногоумножителя 17 поступает через элементИ 6 и элемент ИЛИ 10 на вычитающийвход реверсивного счетчика 1 и непрерывно на суммирующий вход реверсивногосчетчика 3, Первый же импульс с выхода двоичного умножителя 17 эаписываевся в реверсивный счетчик 3, сделав егосостояние отличным от нуля.Импульсная последовательность с выхода логического блока 15 умноженияпоступает в течение интервала времени,который образуется на выходе элемента12, через элемент И 7 и элемент ИЛИ10 на вычитающий вход реверсивногосчетчика 11. 40После того как выходной код (выход27 устройства) принимает ненулевое значение, первый же импульс, появившийся на выходе блока 14, проходит через элемент И 5 и записывается в реверсив ный счетчик 2, делая его содержимое от личным от нуля, Тогда начинает вырабатывать импульсную последовательность двоичнйй умножитель 18, Эта импульсная последовательность в течение определенно- о го интервала времени поступает через элемент И 9 и элемент ИЛИ 11 на выщ- тающий вход счетчика 2.Кроме того, на этот же вход через элемент И 8 и эле мент ИЛИ 11 поступает импульсная, пос-ледовательность с выхода блока 16. Нричем непрерывно эта последовательность подается на вычитаюший вход реверсивного счетчика 3,В основу построения устройства положен принцип автоматической компенсации частотно-импульсных последовательностей, реализуемый с помощью отрицательной обратной связи, В качестве. схемы сравнения последних, вырабатывающей сигнал рассогласования в контуре обратной связи, используется реверсивный счетчик 3, Он выполняет одновременно две операции: вычитание частот и интегрирование полученной разности с выдачей результата в виде двоичного кода. Здесь имеются три контура отрицательной обратной связи: два местных - на основе реверсивных счетчиков 1 и 2 и главный - на основе реверсивного счетчика .3, В прямой цепи главного контура находится функциональный узел на основе реверсивного счетчика 1, а в обратной - функциональный узел на основе счетчика 2. Условием динамического равновесия схемы является равенство количества импульсов, пришедших на суммирующий и на вычитаюший входы реверсивного счетчика 3 в течение периода Т. ШИМ. Из этого условия находится функциональная связь между выходным кодом устройства и его входными цифровой и широтно-импульсной величинами, если предварительно определить функциональные характеристики.Функциональная характеристика устройства в общем ьиде может быть представлена в виде;382 5 8ния соединен с четвертым входом устройства, вторые входы первого, второго ичетвертого логических блоков умножениясоединены с вторым выходом первого дво 5 ичного умножителя, второй вход третьегологического блока умножения подключенк первому выходу второго двоичного умножителя, первые входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены соответственно с первым выходом первого двоичного умножителя, с выходом третьего логического блока умножения, с выходом четвертого логическо 15го блока умножения и с вторым выходомвторого двоичного умножителя, вторыевходы третьего и шестого элементов Исоединены с вторым входом первого элемента И, вторые входы четвертого и пятого элементов И соединены с вторым вхо.дом" второго элемента И, выходы третьегои четвертого элементов И подключены квходам первого элемента ИЛИ, выходыпятого и шестого элементов И подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход четвертого логического блока умножения соединен с вычитающим входом.третьего реверсивного счетчика импульсов,Источники информации,зо принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3349390,кл. 340-347, 1967.2. Локтюхин В. Н., Сдвижков А. И.Об одном принципе построения автоматиИ, ческого устройства определения сближениямеридиан. "Специализированные и комбинированные вычислительные устройства.:Межвузовский сборник, вып. 4, Рязань,РРТИ, 1976, с. 108-113.13, Авторское свидетельство СССРМ 560233, кл. О 06 Г 15/34 1975(прототип),70первого реверсивного счетчика импульсов и с первым входом устройства, первый и второй входы второго двоичного умножителя соединены соответственно с выходом " "второт 4 реверсйвного счетчйка импульсови с вторым входом устройства, первыйвыход первого двоичного умножителя под - ключен к суммирующему входу третьегореверсивного счетчика импульсов, выход которого является выходом устройства, выход первого логического блока умноже ния соединен с первым входом первого элемейта И, выход которого подключен к суммирующему входу первого реверсивного счетчика импульсов, выход второго ло.гического блока умножения соединен с 1 первым входом второго элемента И, вы ход которого подключен к суммирующемувходу второго реверсивного счетчика импульсов, третий вход устройства соединеН с вторым входомпервого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, о т л. ич а ю щ ее с я тем,чу, с целью упрощения .устройства и повышения его надежности, оно содержит третий и четвертый логические блоки умножения, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, два элемента ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с вычитаюшими входами первого и второмреверсивных счетчиков импульсов, при этом вмкод первого реверсивного счетчика импульсов соединен с первым входом тре тьего логического блока умножения, выход второго реверсивного счетчика импульсов соединен с первым входом четвертого логического блока умножения, выход третьего реверсивного счетчика им.пульсов соединен с первым входом второго логического блока умножения, первыйвход йервого логического блока умноже703825 Составитель Л. Жереновикова Техред Н. Ковалева Корректор Ю. Макаренк Редактор Т, К) Ф Ф Ф Фи игал Г 11 П "Патент", г, Ужгород, ул, Проектн Заказ 7814;42 Тираж 780 111111 ИГ 1 И Государствен по делам изобре.1 13035, Москва, Ж, Подписноего комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5