Число-импульсный функциональный преобразователь

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК БРЕТЕНИф 3.ЬСТВУ(56).1. Мельников А.А.,Рыжевс Трифонов Е,ф. Обработка част временных импульсных сигналов, М., 1 Энергия, 1976, с. 93.2. Авторское свидетельство СССР У 807285, кл С 06 Р 7/62., 1981 (прототип).(54)(57) ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий два счетчика, реверсивный счетчик, коммутатор, делитель частоты, три группы импульсно-потенциальных элементов И, три элемента ИЛИ, два сумматора-вычитателя и блок управления, содержащий два ключа, элемент НЕ и формирователь импульсов, вход которого соединен с информационным входом преобразователя, первые информационные входы первого и второго клю-, чей соединены с входом логической единицы преобразователя, вход нуля которого соединен с вторыми информационными входами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с входом задания режима преобразователя, выход первого ключа соединен с управляющим входом коммутатора, выход второго ключа, соединен с входом суммирования реверсивного счетчика и через эЛемент НЕ с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход формирователя импульсов соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом первого счетчика, 1-й тенк кий А.Г отных и ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ яо 1043645Зщ) С 06 Р 7/556 выход которого (1=1,2., где П - разрядность преобразователя) соединен с импульсным входом 1 -го элемента И первой группы, выход которо.го соединен с соответствующим входомпервого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора-вычитателя, выходы элементов И второй группы соединены с вхо" ,дами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу вто-рого сумматора-вычитателя, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, -й выход второго счетчика соединен с импульсным входом 1 -го элемента И третьей группы, выход которого подключен ксоответствующему входу третьего элемента ИЛИ, о т л и.ч а ю щ и й с я фИ тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности дополнительного вычисления функции у:ох Рп х, в него введен третий счет- а чик, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов блока Ьфф :,управления и вторым входом второго сумматора-вычитателя, 1-й выход первого счетчика соединен с потенци вЬальным входом ( -га элемента И второйгруппы, импульсный вход которого подключен к (и+1-) -му прямому вы" ,ходу третьего счетчика, 1 -й инверс-. )ефЬ ный выход которого соединен с потен" а циальным входом (и+1- 1)-го элемента И первой группы, выход коммутатора через делитель частоты соединен с входом, второго счетчика, выходтретьего элемента ИЛИ соединен с " входом реверсивного счетчика, 1 -й файф .выход которого соединен с потенциальным входом (м+1 - 1)-го элемента И третьей группы.Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в устройствах функционального преобразования временных импульсных последовательностей, в частности в соста ве линеаризаторов характеристик частотных датчиков,Известен цифровой функциональный преобразователь, содержащий двоичных умножителей частоты и (в) ключей Г 13. ОНедостаткоМ этого устройства яв.ляется узкий класс воспроизводимых функций.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является функциональный преобразователь числа импульсов в цифровой код, содержащий реверсивный счетчик, первый и второй счетчики, первую, вторую и третью группы импульсно-потенциальных элементов И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый.и второй сумматоры-вычитатели, делитель частоты, коммутатор, блок управления, содержащий инвертор, формирователь импульсов и два ключа, первые входы которых подключены к источнику питания, а вторые - к шине нулевого потенциала, выход первого ключа подключен к управляющему входу коммутатора, выход второго ключа - к входу 30 управления суммированием и через .инвертор к входу управления вычитанием реверсивного счетчика, вход формирователя импульсов соединен с входом блока управления, а выход 35 .формирователя подключен к первому входу первого сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом первого счетчика, разрядные выходы которого подключены к импульсным входам первой группы импульсно-потенциальных элементов И, выходы ко" торой подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора-вычитателя, выходы второй группы импульсно-потенциальных элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго сумматора-вычитателя, выход которого сое динен с первым входом коммутатора, разрядные выходы второго счетчика подключены к импульсным входам третьей группы импульсно-потенциальных элементов И,выходы которой соединены с входа ми третьего элемента ИЛИ Г 2.Недостатком известного преобразователя являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные узким классом воспроизводимых функцийо так как устройство выполняет вычисление функций видаЬ+ 1,г3:с х:й х гу-а кпхг где х - входная переменная;с 1,о 2 Ь,бг- коэффициенты преобразования,и не может воспроизводить функциювида у: ах бах.Кроме того, недостатком являетсячрезмерная сложность устройства. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет возможности дополнительного вычисления функции у: а х Ф х.Поставленная цель достигается тем, что в число-импульсный функциональный преобразователь, содержащий два счетчика, реверсивный счетчик, коммутатор, делитель частоты, три группы импульсно-потенциальных элементов И, три элемента ИЛИ два сумматора-вычитателя и блок управлениясодержащий два ключа, элемент НЕ и формирователь импульсов, вход которого соединен с информационным входом преобразователя, первые информационные входы первого и второго ключей соединены с входом логической единицы преобразователя, вход нуля которого соединен с вторыми информационными входами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с входом задания режима преобразователя, выход первого ключа соединен с управляющим входом коммутатора, выход второго ключа соединен с входом суммирования реверсивного счетчика и через элемент НЕ с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход формирователя импульсов соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом первого счетчика, 1-й выход которого (1=1,2п, где О - разрядность преобразователя) соединен с импульсным входом 1-го элемента И первой группы, выход которого соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого. сумматора-вычитателя, выходы элементов И второй группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго сумматора-вычитателя, выход которого подключен к первому информационному входу коммутатора, 1-й. выход второго счетчика соединен с импульсным входом 1-го элемента И третьей группы, выход которого подключен к соответствующему входу третьего элемента ИЛИ, введен третий счетчик, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов блока управления и вторым входом второго сумматора-вычитателя, 1-й выход первого счетчика соединен с потенциальным входом 1-го элемента И второй группы, импульсный вход которого подключен к (п+1- ) -му прямому выходу третьего счетчика, 1-й инверсный выход которого соединен спотенциальным входом (и+1- 1)-го элемента И первой группы, выход коммутатора через делитель частоты соединен с входом второго счетчика, выходтретьего элемента ИЛИ соединен с 5входом реверсивного счетчика, ( -йвыход которого соединен с потенциальным входом (п +1- 1) -го элемента Итретьей группы.На фиг.1 представлена структурная 10схема предлагаемого преобразователя 1на фиг.2 - структурная схема блокауправления; на фиг3 - вариант .вы"полнения сумматора-вычитателя в случае суммирования импульсных последовательностей; на фиг.4 - то же, вслучае вычитания импульсных последовательностей.Преобразователь содержит вход 1,блок 2 управления с выходами 3 - 6,реверсивный счетчик 7, счетчики 810, группы 11 - 13 элементов И, элементы ИЛИ 14 - 16, сумматор-вычитатель 17 с входами 18 и 19 и выходом20, сумматор-вычитатель 21 с входами22 и 23 и выходом 24, делитель 25частоты и коммутатор 26.Блок 2 управления (фиг.2) содержит вход 1; выходы 3 - 6, причем спомощью выхода 3 производится управление работой коммутатора 26, с помощью выходов 4 и 5 выбирается режимработы реверсивного счетчика 7, авыход 6 является импульсным выходомблока управления; ключи 27 и 28;элемент НЕ 29 и формирователь ЗО. импульсов,Сумматор-вычитатель для сложенияимпульсных последовательностей(фиг.З) содержит элемент ИЛИ 31 иэлемент 32 задержки. 40Сумматорвычитатель для вычитанияимпульсных последовательностей(фиг,4) содержит триггер 33 и элемент ИЛИ 34.Элемент 32 задержки исключаетвозмбжность совпадения импульсов им 45пульсных последовательностей, поступающих на входы схемы. Схема вычитания проиллюстрирована временнымидиаграммами (фиг.4) .Работу преобразователя рассмотримв предположении, что сумматоры-вычитатели 17 и 21 работают в режимесложения импульсных последовательностей.На вход 1 преобразователя поступает входная импульсная последовательность, формирующая текущее значение числа х в счетчике 8, которыйустанавливается перед началом преобразования в единичное состояние. 60/Этот счетчик с помощью инверсных разрядных выходов управляет двоичнымумножителем частоты, состоящим изсчетчика 9, группы 11 элементов И иэлемента ИЛИ 14, причем счетчик 9 устанавливается перед началом преобразования в нулевое состояние. Приращение Й импульсной последовательности у, поступающей на вход счетчика 9 с выхода 26 сумматора-вычитателя 17, вызывает на выходе элемента ИЛИ 14 приращение д 2 импульсной последовательности 2с 12= (щ(Х с 1, (где Ф - коэффициент пересчета счетчиков 8 и 9,или(2)а-хОднако приращение дч импульсной последовательности у определяется суммой приращения схх и Й 2 соответственно входной последовательности х, поступающей на вход 18, и последовательности 2, поступающей на вход 19 сумматора-вычитателя 17ДУ:о)Х+д 2. (3)учитывая выражения (2) и (3)Йу: сХХ+ (4Отсюдай: -вс 1 ХХИнтегрируя выражение (5), получаем текущее значение числа у в счетчике 9Е Х; (6)Епх. ( )Счетчик 8, группа 12 элементов.Ии элемент ИЛИ 15 образуют двоичный умножитель, управляемый счетчиком 9.приращение Йх входной последователь" ности х, поступающей на вход счетчика 8 с выхода 6 блока 2 управления, вызывает на выходе элемента ИЛИ 15 приращение до(.импульсной последовательности с(, определяемое с учетом (7) выражениемс)С(,=ЕПХЗХ. (8)Приращение Йр импульсной последовательности р на выход сумматоравычитателя 21 определяется суммой приращений с)о(и с 1 хЙР=с 1 с.фдХ.(9)Пусть коммутатор 26 подключает к входу делителя 25 частоты выход 24,Ф сумматора-вычитателя 21. Тогда приращение Й импульсной последовательности у, поступающей на вход счетчика 10, равнор1 у= к, йо)где к - коэффициент деления делителя 25 частоты.+аг- Сх . (1 э) 10 40 Учитывая выражения (8) - (10) по- лучаем 1 --- (г1 пхс)х гхПроинтегрировав выражение (11),определяем текущее значение числав счетчике 10р, гг-+(12)Окончательно у:хйпх. (1 з);КСчетчик 10, группа 13 элементов И и элемент ИЛИ 16 образуют двоичный 15 умножитель частоты, управляемый реверсивным счетчиком 7,.в который перед преобразованием записывается число сг, Работа этого двоичного умно- жителя описывается уравнением 20с/= а+ - - г (14дОгде д - текущее значение числа в реверсивном счетчике 7;гг - коэффициент пересчета реверсивного счетчика 7 н счетчика 10.Знак + в выражении (14) соответствует работе реверсивного счет. - чика в режим суммирования, а знак- работе в режиме вычитания.Принимая во внимание выражения (11) и (14), величина с"определяется выражением35г,=а+ (сИмхдх+ - 1 Фс)х . (15Кгг )Продифференцировав выражение (15) и разделив переменные, получаемс)а":+ " (Елхйх+Зх), (ьа Ко Проинтегрировав выражение (16) с учетом пределов интегрирования, по- лучаемРассмотрям работу преобразователя в случае, когда коммутатор 26 подключает к входу делителя 25 частоты выход 20 сумматора-вычитателя 17. Тогда приращение гну импульсной последовательности у определяется выражениемЗу = - , (годуПродифференцировав выражение (21) с учетом пределов интегрирования, определяем текущее значение д числа в реверсивном счетчике 7г= "е гггОкончательноФъ.х. (гз) Таким образом, помимо функций вида у=а 1 х, у:а х-"2, у=о( 2 п х, устройство позволяет воспроизводить функцию вида у=а 3 х 6 п х. Расширение класса решаемых задач достигается за счет исключения из состава извест,ного устройства одной группы импульсно-потенциальных элементов И и одного элемента ИЛИ с одновременным изменением связей между узлами устройства и введением третьего счетчика.1043645 ге) й г.Ф Составитель А. ЗоринРедактор Г. Безвершенко Техред И.Метелева Корректо Бокша Заказ 7339/52 лиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектн Тираж 7 И Государст делам изобр осква, ЖВНИ п 35, 6 Подписноенного комитета СССРтений и открытийРаушская наб., д. 4 Л