Многофункциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 9) (11 А 2, 7/12 6 Й НОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗ 3 СтилРЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт механики МГУ им. М.В, Ломоносова (72) В.М. Буданов(56) Авторское свидетельство СССР У 638977, кл. С 06 С 7/22, 1976.Времяимпульсные вычислительные устройства. Под ред. В.Б. Смолова и Е.П. Угрюмова М,: Радио и связь, 1983, с. 277-279(57) Изобретениеотносится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах,воспроизводящих нелинейные соотношения, например в системах управления манипуляторами. Цель изобретения - расширение класса реализуемых функций.Преобразователь содержит блок управления, компаратор, коммутирующийблок, коммутатор, функциональный генератор, генератор линейных напряжений, аналоговый запоминающий блок.Блок управления, выполненный на логических элементах и счетчике с де"шифратором кода, представляет собойперепрограммируемый многотактовыйгенератор управляющих сигналов, которыми осуществляется необходимая коммутация элементов схемы между собой.Преобразователь осуществляет тригонометрические преобразования, включая преобразование координат (разложение, поворот, построение вектора),а также операции умножения-деления,сложения и их комбинации. По принципу действия относится к времяимпульсным вычислительным устройствам. 4 ил.1 1267Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и можетбыть использована в вычислительныхустройствах, воспроизводящих нелинейные соотношения, например, в системах управления манипуляторами.Цель изобретения - расширениекласса реализуемых функций и упрощение программирования работы преобразователя. 1 ОНа фиг.1 представлена схема многофункционального преобразователя;на фиг,2 - блок управления; нафиг.З - функциональный генератор;на фиг.4 - генератор линейного напряжения, на фиг.5 - схема работыустройства.Преобразователь содержит блокуправления 1, компаратор 2, коммутирую -щий блок 3, коммутатор 4, Функциональный генератор 5, генератор 6 линейного напряжения, аналоговый запоминающий блок 7. Блок 1 управлениясодержит одновибраторы 8-10, триггер11, счетчик 12, дешифратор 13 кода, 25элементы ИХИ-НЕ 14 и 15, элементИ 16,элемент И-НЕ 17, вход 18,инвертор 19, дифференцирующие элементы20 и 21, элементы И 22 и 23, элемент ИЛИ-НЕ 24. Функциональный генератор 5 содержит интеграторы 25 и26, инверторы 27-31, переключатели32-35, ключи 36-41. Генератор 6 линейного напряжения содержит интегратор 42, переключатель 43, ключи 44. и 45,35Преобразователь работает следующим образом.Показания счетчика 12 определяютномер выполняемой операции. В саответствии с ними дешифратор 13,кадаформирует на своих выходах совокупность управляющих напряжений, которыми задается необходимая коммутация элементов и блоков преобразователя, а также начальные условия наинтеграторах 25, 26, 42. Выходныесигналы дешифратора кода, поступающие на входы элементов 14-17, 22,23, определяют характер выполняемых преобразований (тригонометрические или арифметические), обеспечивают выдачу сигнала "Останов" по перепаду выходного напряжения компаратара 2 и организуют переход к первойоперации после выполнения последней.По сигналу "Начальные условия", (8=1) замыкаются ключи 36 и 37 иосуществляется запись начальных усло 443вий н генераторы, при этом в генератор 6 линейного напряжения в зависимости от сигнала 11 записывается нульили отрицательное опорное напряжение П = -10 В. После этого ключио36 и 37 размыкаются, и по сигналу "Решение" (8-.=1) замыкаются ключи 38 и 39 при выполнении арифметических, операций (р=1), или ключи 40 и 41 при выполнении тригонометрических преобразований (ц=1). Генератор 6 при этом выдает линейно возрастающее напряжение. По соответствующему фронту на выходе компаратора 2 блок 1 управления выдает сигнал "Останов 1 (Ь=1), при котором осуществляется запись результатов в аналоговый запоминающий блок,При этом адреса элементов запоминающего блока определяются группой выходов Е дешифратора 13 кода. Па окончании сигнала "Останов" в зависимости ат напряжения на вторых входах элементов 15 и 17, показания счетчика 12 либо увеличиваются на единицу и выполняется следующая команда, либо счетчик обнуляется, и цикл команд повторяется.Последовательность и число выполняемых операций, их характер, выбор аргументов определяются дешифратором 13 кода, который выполнен на микросхемах ПЗУ. В этом случае преобразователь легко перепрограммируется заменой дешифратора кода.Рассмотрим подробно работу преобразователя при выполнении отдельных операций. При выполнении операций умножения-деления замкнуты кЛючи 38 и 39, вход начальных условий генератора 6 соединен с шиной.+10 В, П= -ц П 4 = -0 . Блок 1 управлений выдает сигнал "Останов" по любому фронту на выходе компаратора. В этом случаеЧ, = -10 + 10 КЕ;111 ПМ + 01 К 21где К,К- коэффициенты передачигенератора 6 и интеграторов Функционального генератора 5 по вторым входам еПри К 2=К, исключая время и опуская масштабирующий коэффициент 1/1 О получают126743оговорено противное. Соотношения между входными и выходными величинами при выполнении преобразования декартовых координат в полярные (операция "Построение" ) заданы в указан" ном виде, поскольку известное выражение вида .Чагс 1 Е - накладываетЭ Б,ограничения на 7 , в то время как предлагаемый преобразователь выполня ет эту операцию в полном диапазоне изменения полярного угла.Формула из обретенияМногофункциональный преобразователь, содержащий блок управления, вход которого соединен с выходом компаратора, генератор линейного на пряжения, содержащий интегратор и первый ключ, через который вход интегратора соединен с шиной отрицательного опорного напряжения, функциональный генератор, содержащий 25 первый инвертор, первый и второй интеграторы и первый и второй ключи, причем выход первого йнтегратора соединен с входом первого инвертора, выход которого через первый ключ сое- З 0 динен с первым информационным входом второго интегратора, выход которого через второй ключ соединен с первым информационным входом первого интегратора, и аналоговый запоминающий блок, при этом блок управления содержит три одновибратора, триггер и три элемента И, инверсный выход первого одновибратора соединен с единичным входом триггера, прямой выход40 которого через второй одновибратор соединен с входом третьего одновибратора, прямой выход которого соединен с входом первого одновибратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса реалиэуе 45 мых функций, преобразователь содержит коммутирующий блок и коммутатор, блок управления дополнительно содержит счетчик, дешифратор кода, инвертор, два дифференцирующих элемен 50 та, три элемента ИЛИ-НЕ и элемент И-НЕ, функциональный генератор дополннтельно содержит второй, третий,четвертый и пятый инверторы, четыре переключателя и ключи с третьего55 по шестой, а генератор линейного напряжения дополнительно содержит второй ключ и переключатель, через который шина нулевого потенциала и шина положительного опорного напряжения соединены с информационным входом второго ключа, выход которого соединен с входом задания начального условия интегратора, выход которого соединен с первыми информационными входами аналогового запоминающего блока и коммутатора, первые входы коммутирующего блока и коммутатора соединены с соответствующими входами компаратора, второй, третий, четвертый и пятый выходы коммутирующего блока соединены с входами одноименных инверторов функционального генератора, в котором вход и выход второго инвертора через первый переключатель и соединенный с ним последовательно третий ключ соединены с входом задания начального условия. второго интегратора, вход и выход третьего инвертора через второй переключатель и соединенный с ним последовательно четвертый ключ соединены с вторым информационным входом второго интегратора, вход и выход четвертого инвертора через третий переключатель и соединенный с ним последовательно пятый ключ соединены с входом задания начального условия первого интегратора, а вход и выход пятого инвертора через четвертый переключатель и соединенный с ним последовательно шестой ключ соединены с вторым .информационным входом первого интегратора, выходы первого и второго интеграторов соединены соответственно с вторыми и третьими информационными входами коммутатора и аналогового запоминающего блока, выходы которого являются выходами преобразователя и соединены с первой группой информационных входов коммутирующего блока, вторая группа информационных входов которого является входами преобразователя, в блоке управления вход первого дифференцирующего элемента является входом блока управления и соединен через инвертор с входом второго дифференцирующего элемента, выходы дифференцирующих элементов соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соецинены с входами первого элемента ИЛ-НЕвыход которого соединен с нулевымвходом триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и с управляющим вхоагссоз 0Ч = -Б яп(агссоя - ) Б = 0гц 2 У,)0 БЧ = - агсСЕ -3 агсСр П = 0 Ч =Б,сов 0 Ч = П,вп 0 Разложение 7 5 Ч = Б соя 0-0 з 1 пБг Поворот Ч= Б, яп О + Б сов О 12 дом первого ключа генератора линейного напряжения, инверсный выход триггера соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход второго одновибратора и инверсный выход третьего одновибратора соединены с первыми входами соответственно третьего элемента ИЛИ-НЕ и элемента И-НЕ, вторые входы которых соединены с первым выходом дешифратора кода, а выходы - соответственно с выходом установки нуля счетчика и со счетным входом счетчика, выход которого соединен с выходом дешифратора кода, второй выход которого соединен с вторыми входами третьего элемента Ии второго элемента ИЛИ-НЕ, третий и четвертый выходы - с вторыми. входами соответственно первого и второго элементов И, выход. третьего элемента И соединен с управляющими входами четвертого и шестого ключей функционального генератора, выход второго элемента ИЛИ-НЕ - с управляющими входами первого и вто 67443 8рого ключей функционального генератора, выход второго одновибраторас входом управления записью аналогового запоминающего блока, прямой выход третьего одновибратора - с управляющими входами третьего и пятогоключей функционального генератора ивторого ключа генератора линейногонапряжения, пятый выход дешифратора 1 О кода соединен с управляющим входомпереключателя генератора линейногонапряжения, выходы первой группы дешифратора кода соединены с группойуправляющих входов коммутирующего 15 блока, выходы второй группы дешифратора кода соединены соответственно с гуправляющими входами первого, второго, третьего и четвертого переключателей функционального генератора, вы ходы третьей группы дешифратора кодасоединены с управляющими входамикоммутатора, выходы четвертой группыдешифратора кода соединены с группой адресных входов аналогового за поминающего блока,г Построение Б =-П э У П,Б = -Б ППгс Цс ф,Ч = -Б -Бэ Сложение Б = О Ч = -У -П г г ф Ч (О)=0 Ч = -Б - ШЗ1 э Ч О О Четырехквадрантное умно"жение Четырехквадрантное деление Двухквадрантное умножение, сложение 12 б 7443 10 в Продолжение таблицы Б,Чсов Ч П =-Чя 1 пЧ 1 ф 9 Ч ПП1267443 див. г Ьс Рис. Сост Техр ель Г. Осипо .Верес К тор Л.Патай тор И. Касарда Заказ 5779/4 Тираж 671 Под ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и откры 3035, Москва, Ж, Раушская н писное а СССР, д. 4/ роектная,4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,