Устройство для сравнения чисел

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕИИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскниСоцналнстнческнкРеспублик ц 198 ОО 90(51)М. Кл. а 06 Г 7/38 3 Ьеударстееииый конитет 06 ФР по делан иэаеретеиий и открытий(53) УДК 621. 317.7(088.8) Дата опубликования описания 07,12,82 В. Б. Дудыкевич и 3. И. СтрилецкийЛьвовский ордена Ленина политехническийинститутим. Ленинского комсомола1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в устройствах линеаризации характеристик температурныхдатчиков,Известно устройство для воспроизведения экспоненциальной функции,содержащее двоичный счетчик, первыйи второй сумматоры, пересчетную схему, две группы элементов И, элементозадержки. Результат преобразованияпредставляет собой сумму членов разложения в ряд экспоненциальной функции11.Недостатками устройства являются15большие аппаратурные затраты, зависящие от количества членов разложенияв ряд функции, и пониженная точность,обусловленная конечным числом членовряда. гоНаиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления функции у = есодержащее первый счетчик, вход которого является входом устройства, авыход каждого разряда первого счетчика соединен с информационным входомсоответствующего элемента запрета,управляющий вход которого подключенк выходу соответствующего разрядавторого счетчика, выходы всех элементов запрета соединены с входами элемента ИЛИ, счетный вход третьего счетчика соединен с выходом элемента ИЛИ,выход третьего счетчика соединен свходом второго счетчика, а группавходов третьего счетчика являетсяустановочными входами устройства21Недостатком устройства являютсяограниченные функциональные возможности и пониженная точность. Функциональные возможности ограничены узкимклассом воспроизводимых функций,Цель . изобретения в , расширениефункциональных возможностей устройства за счет расширения класса воспроизводимых функций и повышение точности.,(2) дч = дх + ду. Работа двоичного умножителя описывается уравнением46(3) где дГ - приращение частотно-импульсной последовательности на 4выходе двоичного умножителя;- число, записанное в управляющем регистре код на установочных входах умножителя);Щ - приращение частотно-импульсной последовательности, поступающей на вход счетчикаделителя двоичного умножителя;в - коэффициент пересчета счетчиков.Ключ 5 разрешает прохождение навход умножителя 2 одной из импульсных последовательностей Ч или у,Поставленная цель достигается тем, что в измерительный цифро-частотный функциональный преобразователь содержащий первый и второй умножители частоты, причем вход первого умножителя частоты соединен с входом преобразователя, установочные входы второго .умножителя частоты соединены с первыми установочными входами преобразователя, введены реверсивный счетчик, 6 ключ и арифметический блок, первый вход которого соединен с входной шиной преобразователя, второй вход - с первым входом ключа, и выходом первого умножителя .частоты а выход ариф-метического блоке подключен к второму входу ключа; выход которого соединен с входом второго умножителя час.4 тоты, выход которого подключен к информационному входу реверсивного счетчика, являющегося одновременно счетчиком результата, установочные входы . которого соединены с вторыми установочными входами преобразователя, а разрядные выходы реверсивного счетчи- ф ка соединены с установочными входами первого умножителя частоты. На:фиг. 1 представлена структурнаясхема преобразователя; на Фиг. 2 Овозможный вариант выполнения схемывычитания импульсных последовательностей и временные диаграммы; поясняющиеее работу; на фиг. 2 Ю - возможный вариант выполнения схемы сложения импульсных последовательностей.ИПреобразователь содержит первыйи второй 2 умножители частоты, реверсивный счетчик 3, арифметическийблок , ключ 5, первые 6 и вторыеустановочные входы преобразователя.Блок вычитания состоит из О-триггера 8, элемента 9 ИЛИ-НЕ и инвертора19, Блок сложения содержит элемент11 ИЛИ и элемент 12 задержки,В преобразователе можно применитьсерийно выпускаемые отечественной, промышленностью в виде микросхемыдвоичныеумножители К 155 ИЕ 8 ( К 133 ИЕ 8)В качестве реверсивного счетчика 3может быть применен также серийновыпускаемый и имеющий установочныевходы реверсивный счетчик К 55 ИЕ 7К 33 ИЕ 7). Представленный на Фиг. 2 0блоквычитания предназначен для работы совместно с микросхемами К 155 ИЕ 8и К 155 ИЕ 7 (К 133 ИЕ 8 и К 133 ИЕ 7),Устройство работает следующим образом. 0 фПервоначально триггер 8 установлен в нулевое состояние, При отсутствии импульсов импульсной последовательности у все импульсы последовательности х, поступающие на С-вход триггера 8 и один из входов элемента 9 ИЛИ-НЕ, проходят на выход элемента 9, так как О-триггер 8 не переключается. Если на Р-вход О-триггера 8 поступит поло. жительный импульс последовательности у, то отрицательным Фронтом импульса последовательности х О-триггер 8 переключится в единичное состояние и, следующий после импульса, вызвавшего переключение О-триггера 8, импульс последовательности х не пройдет через элемент 9 ИЛИ-НЕОтрицательным Фронтом этого импульса О-триггер 8 переключится в нулевое состояние (Я = 0), если на О-входе будет присутствовать нулевой потенциал, т,е, блок возвращается в исходное состоя-. ние, Работа блока вычитания описывается уравнением ду = дх - ду1где дч - приращение частотно-импульсной последовательности ;дх - приращение час"отно-импульсной последовательности х;ду - приращение частотно-импульсной последовательности у,Работа арифметического блока 1 при сложении фиг. 2 д) описывается урав- нением5 9800Рассмотрим работу преобразователя. Пусть, вначале через ключ 5 проходит импульсная последовательность у и не проходит импульсная последовательность ч; реверсивный счетчик 3 работает в 5 режиме сложения и в нем предварительно установлено начальное число ао. На вход второго умножителя поступает частотно-импульсная последовательность х. Частотно-импульсная последователь ность, поступающая на вход ревеосивного счетчика 3, .обозначена г. Тогда приращения импульсной последовательности на выходе второго умножителя 2 опишутся уравнением 5 г х1 и - =оС 1 оЕ "ф(13) Х/Рг=ае (14)Как отмечено выше ао - начальное число, записанное в реверсивный счетчик 3. Из (14) видно, что для того, цтобы устройство работало, необходимо в реверсивном счетчике 3 записать начальное число ао (хотя бы а1).О Иначе если ао = О, то, чтоб бы мы ни подавали на вход устройства, будет равняться нулю. Это же следуети из принципа работы двоичного умно- жителя. Если на установочные входы умножителя поданы нулевые потенциалы, то в любом случае на его выходе не сможет появиться ни один импульс. Формула (3) подтверждает утверждение (если Ч = О, то и дГ = О), Прототип предназначен для воспроизведения функции г = е. Будем считать, что в реверсивный счетчик перед началом преобразования записывается 1, В предлагаемом устройстве применен счетчик, имеющий установочные входы 7. Таким образом в реверсивный счетчик 3 можно записывать необходимое начальное число ао. И, как следует из изложенного выше, в рассматриваемом режиме работы преобразователь воспроизводит функцию, являющуюся произведением экспоненциальной зависимости на коэффициент ао. Поэтому при той же абсолютной погрешности округления, что и у прототипа, относительная погрешность уменьшается в ао раз,Если реверсивный счетцйк 3 работает в режиме вычитания, то Формула преобразования примет вид г дх в(4) где г - текущее значение числа в реверсивном счетчике 3, 20Последовательность ду, поступающая на вход второго умножителя 2, вызывает поввление на его выходе импульсной последовательности Дся =1 с(5) где 1/ - коэффициент умножения второго умножителя 2 (к = и/8)и - коэФфициент пересчета счет- Зоцика-делителя второго умножителя 2;В - числовое значение кода наустановочных входах этогоумножителя, 35Эта последовательность (5) поступает на.,вход реверсивного счетчика 3,в котором Формируется результат пре- образования г =а + 3 дгО(15) Пусть теперь ариФметический блок 55 4 работает в режиме вычитания и черезключ 5 проходит импульсная последовательность ч и не проходит импульснаяпоследовательность у. Реверсивный7 980090счетчик 3 работает в режиме сложения.В этом случае 8Следует отметить, что в рассматриваемом режиме работы не обязательно в. реверсивный счетчик 3 записывать предварительно число ао, так как при отсутствии импульсов последовательности у через блок 4 вычитания проходят импульсы последовательности х, которые, пройдя через ключ 5 и второй умножитель 2, Формируют в реверсивном 16 счетчике 3 текущее значение числа г,Это подтверждается и формулой (29) которая при а о = 0 принимает вид1(17) и Вывод формулы при работе реверсивного счетчика 3 в режиме вычитания аналогичен рассмотренному, поэтому приводим окончательную формулу 26 или 36 3 дхщ г кфщ(32) Если же реверсивный счетчик 3работает в режиме вычитания, а остальные блоки как и раньше то 46(14) и (15), преобразователь воспроизводит функции, начинающиеся в точке г = а0В режимах работы преобразователя,описываемых формулами (29) и (32),начало воспроизводимых преобразоваф 6 телем функций находится в начале системы координат. Действительно, прих равном нулю, г тоже равно нулю.Такие функции особенно необходимыпри построении устройств для линеаризации характеристик температурныхдатчиков.Таким образом, анализ, проведен- (28) ный выше, показал, что предлагаемый г х/о=ег=щ- (щ-ао) где дч - приращения импульсной последовательности ч на выходеблока вычитания.Известно, что дч = дх - ду, а2.д х,Для случая, когда блок 4 работает в режиме сложения импульсных последовательностей, реверсивный счетчик 3 в режиме сложения, а через ключ 5 проходит импульсная последовательность у, формула преобразования имеет вид г=(щ+а ) е -щ (31) Х)РФормула изобретения 9 98009 преобразователь действительно обеспечивает повышение точности по сравнению с прототипом, а рассмотренные режимы работы подтверждают, что класс воспроизводимых преобразователем Функций значительно расширен; Преобразователь воспроизводит Функции(,1 Ц (15), (28), (30), (31) и (32) тогда как прототип только Функцию, вида у - . е "Ж30Технико-экономическая эФФективность от внедрения предлагаемого изобретения будет достигнута за счетрасширения Функциональных возможностей преобразователя и повышения его И точности, что позволит улучшить конструктивные и метрологические параметры линеаризирующих устройств, в которых возможно применение преобразователя. 20 0 10с первыми установочными входами преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияего Функциональных возможностей иповышения точности, в него введеныреверсивнцй счетчик, ключ и арифметический блок, первый вход которогосоединен с входной шиной преобразова"теля, второй вход - с первым входомключа и выходом первого умножителячастоты, а выход ариФметическогоблока подключен к второму входу ключа,выход которого соединен с входом второго умножителя частоты, выход которого подключен к инФормационномувходу реверсивного счетчика, являющегося одновременно счетчиком результата, установочные входы которогосоединены с вторыми установочнымивходами преобразователя, а разрядныевыходы реверсивного счетчика соедине"ны с установочными входами первогоумножителя частоты.Измерительный циФро-частотный Функ-И циональный преобразователь, содержащий первый и второй умножители частоты, причем вход первого умножителя частоты соединен с входом преобразователя, установочные входы 36 второго умножителя частоты соединены Источники инФормациипринятые во внимание при экспертизе1. Введение в кибернетическую технику,Под ред. Б.Н. Малиновского, Киев "Наукова думка"., 1979.2. Авторское свидетельство СССР И 666 ЯО, кл. а 06 Е 7/28, 1979.980090 Составитель Н. КаплинРедактор Н. Гришанова Техред З.Палий Корректор Н, Бур Тираж 731 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Иосква, В, Раушская наб., д.