Частотно-импульсный функциональный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06F17/17 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для функционального пре- образования частотно-импульсных сигналов.

Известен частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий двоичные умножители и двоичные дели,тели t1D - Недостатком преобразователя является пониженная точность воспроизведения квадратичных гипербол в широком диапазоне изменения аргумента.

Известен также частотно-импульсный фушишональный преобразователь, содержащий делитель частоты, группы эле- мрнтов И, элемент ИЛИ, регистр сдвига и блок памяти f 2 .

Недостатком данного преобразователя является сложность технической реализации при повышенных требованиях к точности функционального преобртзованвя в широком диапазоне изменения аргуме та.

Наиболее близким к предлагаемому является частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий группы элементов И, подключенных выходами к входам элемента ИЛИ, первыми входами - к выходам разрядов делителя частоты, а вторыми входами - к первой группе выходов блока управления, соединенного входом с выходом делителя частоты, вход которого подключен к вхо10 ду частотно-импульсного функционального преобразователя, а выходы разрядов - к первым входам элементов И второй группы, соединенных вторыми входами с первой группой выходов блока управления, а выходами 15 . с входами элемента ИЛИ, выхой которого подключен к выходу частотно-импульсного функционального преобразователя, а тре- . тьи входы элементов И обеих групп соединены с второй группой выходов блока управления. Блок управления содержит счетчик и дешифратор, выходы которого являются первой группой выходов блока управления, а входы подключены к выхо-. дам разрядов счетчика, прямой и инверс ный выходы младшего разряда которого являются второй группой выходов .блока управления, а счетный вход - входом блока управления Гз, Недостатком известного устройства является сложность технической реализации при повышенной .точности функционального преобразования вшироком диапазоне изменения аргумента. Та .например, для воспроизведения частотно-импульсной последовательности, подчиняющейся закону квадратичной гиперболы (функциональные преобразователи, реализующие данную зависимость широко используются при построении быстродей ;ствующих измерителей низких частот пр чем увеличение точности измерения дост гается увеличением числа участков аппроксимации) с диапазоном изменения аргумента, равного 16 и требуемой погрешност аппроксимации не хуже О,2%, необходим порядка 178 равномерных линейных учас ков аппроксимации, ч.то приводит к значительному росту аппаратурных затрат и конструктивному усложнению. - . Паль изобретения - сокращение аппаратурньхх затрат при большом диапазоне изменения аргумента функции. Поставленная цель дос.тигается. тем, что частотно-импульсный фугкциональный преобразователь, содержащий группу эле ментов, И, подключенных выходами к входам элемента ИЛИ, первыми входами к выходам разрядов делителя частоты, а вторыми входами - к перв.ой группе вых дов блока управления, соединенного входом с выходом делителя частоты, содержит два управляемых делителя частоты, первый из которых подключен счетным входом к входу аргумента, выходом - к входу делителя частоты,.а управляющими входами - к второй группе выходов блока управления и к управляющим входам второго управляемого делителя частоты, выход которого является выходом частотно-импульсного функционального преобразователя,, а счетный вход соединен с выходом элемента ИЛИ. Блок управления содержит дешифратор и счетчик, счетный вход которого является входом блока управления, а выходы подключены к входам дешифратора, которого являются первой группой выходов блока управления, а выходы счетчика являются второй группой выход блока управления. На чертеже изображена блок-схема .частотно-импульсного функционального преобразователя. Устройство содержит первый и второй управляющие делители 1 и 2 частоты, блок 3 управления, делитель 4 частоты, . группу 5 элементов И и элемент .ИЛИ 6. Элементы И группы 5 подключены выходами к входам элемента ИЛИ 6, первыми входами - к выходам разрядов делителя 4, а вторыми входами - к первой группе выходов блока 3 управления, соединенного входом с выходом делителя 4. Первый управляемый.делитель 1 подключен счетным входом к входу аргумен. та выходом - к входу делителя 4, а управляюшими входами - к второй группе выходов блока 3 управления и к управляющим входам второго управляемого делителя 2, выход которого является выходом частотног-импульсного функционального преобразователя, а счетный вход соединен с выходом элемента ИЛИ 6. Блок 3 может быть выполнен для случая воспроизведения квадратичной гиперболы, например на счетчике 7 и дешифраторе 8, в качестве которого,, в. частности, может быть использован многовходовый элемент ИЛИ (выходы которого являются первой группой выходов блока 3, а входы подключены к выходам счетчика, выходы которого являются второй группой выходов блока 3, а счетный вход - входом блока 3. Рассмотрим работу преобразователя на примере воспроизведения квадратичной гиперболы. Принцип работы основывается на том, что для сколь угодно большого диапазона моделируемой функции f требуется воспроизводить зависимость. ( K/-t) только для .двукратного измерения аргумента (в данном случае t- время). Делитель 4 частоты, группа 5 элементов И и элемент ИЛИ 6 обеспечивают воспроизведение исходной зависимости для двукратного изменения аргумента. При этом коэффициент К пересчета делителя 4 частоты выбирается из условия j , где f - опорная частота, t|.у,ц - минимальное значение аргумента, с которого начинают воспроизводить функцию. Преобразователь работает следующим образом. В исходном состоянии счетчик 7 блока 3 управления, делитель 4 частоты установлены в нуль, но коэффициенты пересчета управляемых делителей 1 и 2 частоты равны единице. Сигнал с выхода дешифратора 8 бпска 3 управления запрещает появление импулЕзСов на выхо де элемента ИЛИ 6. Частота f , минуя управляемый делитель 1 частоты, поскольку его коэффициент пересчета установлены равным единице, проходит на делитель 4 частоты. По истечении времени ,.H после первого переполнения делителя 4 частоты импульс на его выходе переводит счетчик 7 бло ка 3 управления в положение, соответствующее-числу один. При этом коэффициенты пересчета делителей 1 и 2 оста ются равными единице, .но счетчик 7, выходы которого объединены через дешифратор 8, ставит в открытое положение комбинацию элементов И 5, определяющих требуемый коэффициент.деления При нулевом состоянии с.четчика 7 на вд,1ходах дешифратора 8, входы которого подключены к выходам счетчика 7, присутствует нупевой (запрещающий) си нал, который закрывает элементы И 5, При этом на выход элемента ИЛИ 6 не поступают импульсы. Если состояние . счетчика 7 отлично от нулевого, то на выходе дешифратора 8 формируется единичный сигнал. Данный сигнал (присутствующий бсегда, когда состояние счет- чика 7 отлично от нулевого) разрешает прохождение частотных дискрет через соответствующие элементы И 5 на выхЬ элемента Р1ЛИ 6. Делитель частоты начинает заполняться второй раз. Появля- юшиеся на выходе элементы И 5 частотные дискреты суммируются элементом ИЛИ 6, на выходе которого формир ются импульсы частоты C/i . Данная последовательность, минуя делитель 2 (его коэффициент пересчета равен единице), поступает на выход преобразователя. После второго переполнения делителя 4 частоты (t- 2-fcj j ц ) импульс с ег выхода переводит счетчик 7 в состояние, соответствующее числу два. При этом коэффициенты пересчета делителей 1 и 2 устанавливаются равными двум. В результате на вход делителя 4 частоты поступает частота /2 . Для работы функхшонального преобразователя это будет эквивалентно введению коэффициента 1/2 перед аргументом (временем). Частота с выхода элемента ИЛИ 6 еще раз делится на два делителем 2. Влияние делителей 1 и 2 в итоге эквивалентно введению коэффициента 1/4 перед функцией, реализуемой делителем 4 частоты, группой 5 элементов И, элементом ИЛИ 6. В результате получим следуюпгую функцию . ( Полученное соотношение показьгоает, что предлагаемая структура реализует требуемую зависимость E/t для учвст ка изменения управляющих сигналов на группе 5 элементов И (которая обеспечивала эту зависимость на участке После третьего переполнения дели теля 4 частоты счетчик 7 блока 3 управления перейдет в состояние, соответ- ствуюшее числу 3, и устанавливает коэффициенты пересчета делителей 1 и 2 равными четырем и т.д. Каждый раз с увеличением аргумента . (времени) в два раза счетчик 7 вдвое увеличивает коэффициенты пересчета делителей 1 и 2 и тем самым обеспечивает воспроизведение требуемой функции ,в широком диапазоне изменения аргумента, При этом делитель, элементы И и ИЛИ 4-6 воспроизводят функцию только для двукратного изменения аргумента, что позволяет, например, сократить для рассмат риваемого случая воспроизведения квадратичной гиперболы количество участков, аппроксимации с 178 да 12 для шестнадцатикратного изменения-аргумента и погрешности воспроизведения,не превышающей 0,2%. Таким-образом, предлагаемый.функциональный преобразователь по сравне.нию с прототипом отличается более простой технической реализацией при . воспроизведении функциональных зависимостей в широком диапазоне изменения . аргумента. Указанные обстоятельства определ5пот технико-экономическую эффективность его возможного применения.. . Формула И 3 о б р е т е. н и я 1, Частотно -импульсный функциональный преобразователь, содержащий группу впементов И, подключенных выходами к входам элемента ИЛИ, первыми входами - к выходам разрядов делителя частоты, а вторыми входами - к пержрй группе выходов блока управления, соединенного входом с выходом делителя частоты, отличаюшийся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат при большом диапазоне изменения артгумента функции, он .содержит два управляемых делителя частоты, первый из которых подключен счетным входом к входу аргумента, выходом - к входу делителя частоты, а управляющими входами т- к второй группе вькодов блока управления и к управляющим входам второго управляемого делителя частоты, выход которого является выходом частотно-импульсного функционального преобразователя, а счетный вход соединен с выходом элемента ИЛИ.

2. Преобразователь по п.1, о т л и чающийся тем, что блок управления содержит дешифратор и счётчик, счетный вход которого- является входом блока управления, а выходы подключена к входам дешифратора, выходы которого являются первой группой вькодов блока управления, а выходы счетчика являются второй группой выходов блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Автометрия, 1972, № 2, с. 4046.

2.Авторское свидетельство СССР № 697989, кл.С, 06 F 1/02, 1978.

3.Авторское свидетельство СССР № 552623, кл. G, 06 Q 7/26, 1975 (прототип).

ж

в