Время-импульсный функциональный преобра-зователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кл,з 6 06 Г 7/60 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.А. Астафьев, С,Г, Быценко, Н.И. Иопа, В.Н. Лсктюхин и В,А. Шаров Рязанский радиотехнический институт и Рязаиский завод "Теплоприбор"схХйх+Т ("- бх) 25 Т ч Тх)ьТ КВЬв т Т- Ту Изобретение относится к вычисли-.тельной технике и может быть использовано как функциональный преобразователь время-импульсных сигналов и какустройство деления временных интервалов, необходимое, например, дляреализации логометрического алгоритма компенсации влияния диэлектрических свойств среды на показания уровнемера.Известен время-импульсный функциональный преобразователь (ВИПФ),представляющий частотно-импульснуюследящую систему, включающую в себяреверсивный счетчик, двоичный умножитель, блок умножения . - деления,импульсно-потенциальные элементы И,элементы НЕ и ИЛИ (11 .На выходе устройства формируетсявременной поток прямоугольных импульсов, среднее значение скважностикоторых пропорционально значению аппроксимирующей функции,62 йгде О= - , ОХ = - - относительнь 1 е длительности а 0 выходного и входного сигналов;т - длительность входногоимпульоа;Т - период следования импульсов;Га , Р 0 - высокостабильные опорные а фчастоты; у-" ф 1"о01Однако известное устройство имеет ограниченный класс воспроизводимых функций (только с положительной первой производной), что обусловлено представлением воспроизводимой функции в виде отношения полиномов первой степени с фиксированным коэффициентом у . Кроме этого, оно отличаетсябольшой погрешностью преобразования, обусловленной низким порядком степеней номиналов числителя (в) и знаменателя (и),в = лИзвестен также время-импульсный функциональный преобразователь, выполняющий преобразование видагде К - коэффициент пропорциональтности;Тх - текущий интервал временипервого канала;Т - текущий интервал временивторого канала;Т , Т - начальные значения соответственно Т и ТХ МИзвестный преобразователь содержит усредняющие блоки УБ 1, УБ 2, генератор пилообразного напряжений (ГПН), схему сравнения (СС), триггер -(О формирователь (Ф) выходного интервала ТН,Г 27.Недостатками преобразователя являются низкая точность воспроизведения заданной функции, обусловленная 15 использованием ключевых элементов и операционных усилителей, наличием температурного дрейфа и временной нестабильностью, низкая технологичность, обусловленная использованием прецизи О онных элементов и необходимость настройки.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является делительное устройство, содержащее регистр, двоичный умножитель, счетчик делимого, триггер, первый элемент И, причем разрядные выходы регистра соединены с входами множителя двоичного умножителя, первый и второй входы первого элемента И соединены соответ-ственно с выходом двоичного умножителя и выходом триггера, а выход элемента И соединен с первым счетным входом счетчика делимого, выход которого соединен с единичным входом триггера Г 33.К недостаткам данного устройства относится узкий класс решаемых имзадач.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее регистр, двоичный умножитель, счетчик делимого, триггер, первый элемент И, при чем разрядные выходы регистра соединены с входами множителя двоичного умножителя, первый и второй входы первого элеыента И соединены соответственно с выходом двоичного умно- жителя и выходом триггера, а выход элемента И соединеи с первым счетно входом счетчика делимого, выход которого соединен с единичным входом триггера, выход триггера является выходрм преобразователя, дополнительно содержит элементы И, два счетчика, формирующие триггеры и формирователь сигналов управления, при этом входы установки нуля первого и второго Формирующих триггеров являются соответ ственно входами первого и второго операндов функционального преобразователя, входы второго и третьего элементов И соединены с разрядными выходами. второго счетчика, импульсный 65 вход второго счетчика, вход импульсной последовательности двоичного умножителя, вход формирователя сигналов управления, первые входы четвертого и пятого элементов И соединеныс входом импульсной последовательности функционального преобразователя,выходы второго и третьего элементовИ соединены соответственно с входамиустановки единицы первого и второгоформирующих триггеров, вторые входычетвертого и пятого элементов И соединены соответственно с нулевым выходом первого Формирующего триггера иединичным выходом второго формирующего триггера, выходы четвертого ипятого элементов И соединены соответ-ственно со вторым счетным входомсчетчика делимого и импульсным входом первого счетчика, первый второии третий выходы Формирователя сигналов управления соединены соответственно с входом установки нуля второго счетчика, третьим входом четвертого элемента И и третьим входом пятого элемента И, четвертый выход формирователя сигналов управления соединен с входом установки нуля счетчика делимого и входои записи регистра, пятый выход формирователя соединен с входами установки нуля первого счетчика и двоичного умножителяи входом установки нуля триггера.Кроме того,. Формирователь сигналов управления содержит делитель частоты, триггер и два элемента И, приэтом. счетный вход делителя частотыявляется входом Формирователя сигналов управления, выход делителя частоты соединен со счетным входом триг.гера первыми входами первого.и второго элементов И и является первымвыходом Формирователя, единичный выход триггера соединен со вторым входом первого элемента И и являетсявторым выходом Формирователя, нулевойвыход триггера соединен со вторымвходом второго элемента И и являетсятретьим вйходом формирователя, выходы первого и второго элементов И являются соответственно четвертым ипятым выходами формирователяНа фиг. 1 изображена схема функционального преобразователя; на Фиг. 2схема формирователя сигналов управленияр на Фиг. 3 - временная диаграммаработы преобразователя.Преобразователь содержит регистр1, двоичный умножитель 2, счетчик 3делимого, триггер 4, элементы И 5-9,счетчики 10 и.11, Формирующие триггеры 12 и 13, Формирователь 14 сигналов управления.Схема Формирователя сигналов управления содержит делитель частоты 15,триггер 1 б, элементы И 17 и 18.Входы первого и второго операндовустройства подключены к входам установки нуля триггеров 12 и 13, входы40 установки, единицы которых через элементы И б и 7, служащие для выделениякодов йт и йтО, подключены к разрядным выходам счетчика 10. с выходов"1" и "0" формирующих триггеров 12 и13 сигналы поступают на вторые входыдвух трехвходовых элементов И 8 и 9,на первые входы которых подается опорная частота ГО, с входа импульснойпоследовательности преобразователя,которая одновременно подается навход ДУ 2, на вход счетчика 10 и входформирователя 14 сигналов управления.Выходы элементов И 8 и 9 подключеныко входам двух счетчиков 3 и 11. Выход счетчика 3 подключен к установочному входу триггера 4. Разрядные 15выходы счетчика 11 подключены ковходам регистра 1, выходы которогоподключены к входам ДУ 2. Выход ДУ 2подключен ко входу элемента И 5,выход которого подключен к первому Щимпульсному входу счетчика 3. Второйвход элемента И 5 подключен к выходу триггера 4, являющемуся выходомпреобразователя.С выходов формирователя 14 сигналов управления поступают импульсыуправления: д - для обнуления счетчика 10; 9, д поступают на третьивходы элементов И 8 и 9 для определения моментов прохождения сигналов;9 - для обнуления счетчика 3 и, одновременно, для записи в регистр 1кода счетчика 11; д+ - для обнулениясчетчика 11 и ДУ 2 й, одновременно,для установки триггера 4 в исходноесостояние.35Предлагаемый ВИФП является устройством циклического действия,Цикл работы устройства состоит из2-х тактов. Работа устройства поясняется временными диаграммами нафиг. 3.В первом такте на выходе триггера12 формируется импульс отрицательной полярности (ж)длительноСть ко"торого равна разности Т - Т При 45этом величина Т определяется моменХтом прихода входного сигнала (д),а длительность ТхО - моментом выделения кода йТХО (е). В течение первоготакта на вход счетчика 3 (з) поступает. число импульсов, равноеМ, = О Тт - О(ТХ Тхо)=О Х МО210 р (Т - Т ) = 10 - 1 ьхпоскольку т:-, 1"1 о , ЬэУо 10 иэ0 0где п,О - разрядность счетчика 10; 55и - разрядность счетчика 3.эСчетчик 3 заполняется до величины(10 ф - Мь, ) (л). Во втором тактепроисходит формирование импульса положительной полярности длительностью ц)Т - Т (д-ж), заполняемого импульсасами опорной частоты, поступающимина вход счетчика 11 (и). В этом счетчике образуется код й = еО(т тмю)который переписывается в регистр 1 65 и преобразуется в частоту следования,Мимпульсов г : Ы ,р (к), В начале2 изОвторого такта с приходом импульса 94 триггер 4 устанавливается в нулевое состояние, в результате этого импульсы частоты Гдх проходят через элемент И 5 на первый вход счетчика 3.Импульсы частоты Г заполняют счетчик 3 (и) до максимального значения (л) и импульс переполнения устанавливае триггер 4 в "единичноеф состояние, запрещая дальнейшее прохождение импульсов частоты Гаи завершая Формирование выходного сигнала Тзь,(м) преобразователя.Таким Образом, для счетчика Й 1 имеем: пэП"дх (тх -т) О тх -тхо 2"еых 1= Хд,1- т -т оитх-тхо 2т-тОФормула изобретения1. Время - импульсный Функциональный преобразователь, содержащий регистр, двоичный умножнтель, счетчик делимого, триггер, первый элемент И, причем разрядные выходы регистра соединены с входами множителя двоичного умножителя, первый и второй входы первого элемента И соединены соответственно с выходом двоичного умножителя и выходом триггера, а выход элемента И соединен с первым счетным входом счетчика делимого, выход которого соединен с единичным входом триггера, выход триггера является выходом преобразователя, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него дополнительно введены элементы И, два счетчика, формирующие триггеры и формирователь сигналов управления, при этом входы установки нуля первого и второго формирующих триггеров являются соответственно входами первого и второго операндов функционального преобразователя, входы второго и третьего элементов И соединены с разрядными выходами второго счетчика, импульсный вход второгс счетчика, вход импульсной последовательности двоичного умножителя, вход формирователя сигналов управления, первые входы четвертого и пятого элементов И соединены с вхбдом импульсной последовательности Функционального преобразователя, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с входами установки единицы первого и второго Формирующих триггеров, вторые входы четвертого и пятого элементов И соединены соответственнос нулевым выходом первого Формирующего триггера и единичным выходом второго формирующего триггера, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно со вторым счетным входом счетчика делимого и импульсным входом первого счетчика,5 первый, второй и третий выходы формирователя сигналов управления соединены соответственно с входом уста новки нуля второго счетчика, третьим входом четвертого элемента И и третьим входом пятого элемента И, четвертый выход формирователя сигналов управления соединен с входом установки нуля счетчика делимого и входом за,писи регистра, пятый выход формирова теля соединен с входами установки нуля первого счетчика и двоичного умно- жителя и входом установки нуля триггера.2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь сигналов управления содержит делитель частоты, триггер и два элемента И, при этом счетный вход делителя частоты является входом формирователя сигналов управления, выход делителя частоты соединен со счетным входом триггера первыми входамипервого и второго элементов И иявляется первым выходом формирователя, единичный выход триггера соединен со вторым входом первого элемента И и является вторым выходом формирователя, нулевой выход триггерасоединен со вторым входом второгоэлемента И и является третьим выходом Формирователя, выходы первого ивторого элементов И являются соответственно четвертым и пятым выходамн формирователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 363990, кл. С 06 Е 7/39, 1973.2. Одиноков В.ф., Астафьев А.А,и Шаров В,А. Время-импульсныйФункциональный преобразователь. Управление, передача, преобразованиеи отображение информации. Межвузовский сборник статей, Вып. 3, Рязань,1976,3, Мельников А,А Рыжевский А,Г.и Трифонов Е,Ф. Обработка частотных и временных импульсных сигналов.М., "Энергия", 1976, с, 70, рис. 52прототип).840898 Составитель Г. ПлешевТекред 3, Фанта орректор В. Бутяга азаренк актор Тираж 745 ударственного комитета изобретений и открыти Ж, Раушская наб., каз 4767/72ВНИИПИ Гопо делам113035, Иоскв одписн4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная