Масштабирующий преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G01R13/02 

ды которого соединены поразрядно с входс1МИ кодового преобразователя и соединены с параллельными выходами устройства, а выход второго кодового преобразователя соединен с третьим входом блока запоминающих ре.гистров и последовательным выходом устройства, вход запуска устройства соединен с управляющим входом сдвигового регистра.

МАСШТАБИРУКЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор, выход которрго соединен с входом делителя частоты, управляемый делитель частоты, регистр и выходной счетчик отличающийся тем, что. с целью повышения точности прёобра зования и автоматизации процесса обработки данных, в него введены блок элементов совпадений, блок мультиплексоров, дешифратор, сдвиг говый регистр, коммутирукмцйй блок, блок запом4€нающих регистров, сумма-, тор, два регистра перезаписи, инвертор, два кодовых преобразователя и логический блок определения знака, при этом входы масштабирующего преобразователя соединены с информационными входами блока элементов совпадения, выходы которого соединены с информационными входами блока ;мультиплексоров, а тактовый вход соединен с выходом генератора, первый выход блока мультиплексоров соединен с входом синхронизации регистра-, второй выход блока мультиплексвров соединен с входом инвертора и входом синхронизации первого регистра перезаписи, выход инвертора соединен с входом синхронизации второго регистра перезаписи, выход делителя частоты соединен с входом синхронизации сдвигового регистраi выходы которого через коммутирующий блок соединены с управлякхцими входами блока мультиплексоров, логического блока определения знака, дешифратор ра, регистра, выходного счетчика и блока запоминакнцих регистров, первый последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с дополнительным ИНфОрМсЩИОННЕЛЫ ВХО- дом блока мультиплексоров, второй последовательный выход блока запсялянающих регистров соединен с входом i синхронизации управляе юго делителя частоты, информационные входы которого сс5единены поразрядно с парал лельньоли выходсши блока запоминающих регистров, выход переполнения управляемого делителя частоты соединен с первым входом -блока запоминаю щих регистров, выходы дешифратора . поразрядно соединены с информационными входами регистра, вькоды котоfporo соединены поразрядно -с входами О первого слагаемого с «матора, выхо00 00 :дц сумматора соединены, поразрядно с инфоршационншш. входами регистра перезаписи, выходы которого поразэо эо рядно соединены с информационными входами второго регистра перезаписи, выходы второго регистра перезаписи ; соединены поразрядно с входами пер-вого кодового преобразователя и входами второго слагаемого сумматоipa, знаковые входы масштабирующего :преобразователя -соединены с входами логического блока определения знака, выход которого соединен со знаковь1м :входом выходного счетчика, выход :первого кодового преобразователя соiединен с вторым входом блока запоминающих регистров и с синхронизирую щим входом выходного счетчика, ВЫХО-,

- i . .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и автоматике, в частности к устройствам для диагностики машин и механизмов, к устроствам автоматического контроля и регулирования, и предназначено для преобразования в код и математической обработки широтно-импульсных сигналов.

Известно множительное устройство .для широтно-импульсных сигналов, содержащее формирующее устройство, ждущий мультивибратор, генератор гиперболического напряжения, запоминающее устройство, компаратор, интегрируняций усилитель, ключи и выходной триггер 1.

Данное устройство отличается невысокой точностью, что связано с температурньми и временньв ш дрейфами аналоговых элементов. Недостатком множительного устройства являются также ограниченность функциональных возможностей, сложность выполнения генератора гиперболического напряжения.

Известен масштабир ующий преобразователь, содержащий схему запуска, вентили, вычитающий счетчик,.элемент фиксации нуля, генератор,выход которого соединен с входом делителя частоты, управляемый делитель Частоты, переключатель, регистр и выходной счетчик 2 . .

Масштабирующий преобразователь является цифровым устройством, однако благодаря применению управляемых делителей частоты для умножения обладает низким быстродействием, зависящим к тому же от масштабных коэффициентов. При обработке большого массива данных от нескольких первичных датчиков даже при использовании ряда масштабирукицих преобразователей требуется дополнительная обработка инфОЕ сации, проводимая вручную. Возможность представления функций в масштабирующем преобразователе ограничена полиномом первой степени, что приводит R возникновению значительной погрешности при- обработке информации. Применение ряда масштабирующих преобразователей в многоканальных измерительных устройствах приводит к большой избыточности аппаратурных средств, к снижению надежности измерительных устройств.

Цель изобретения - повышение точности преобразования и автоматизации процесса обработки данных.

Указанная цель достигается тем, что в масштабирующий преобразователь содержащий генератор, выход которого соединен с входом делителя частоты, управляемый делитель частоты, регистр и выходный счетчик, введены блок элементов совпадений, блок мультиплексоров, дешифратор, сдвиговый , регистрj коммутирующий блок, блок з.апомннающих регистров, сумматор, два регистра перезаписи, инвертор, два кодовых преобразователя и логический блок определения знака, при ;этом входы масштабирующего преобра;зователя соединены с информационными входами блока элементов совпадения, выходы которого соединены с информационными входами блока мультиплексоров , а тактовый вход соединен с выходом генератора, первый выход блока мультиплексоров соединен с входом синхронизации регистра, второй выход блока мультиплексоров соединен с входом инвертора и входом синхронизации первого регистра перезаписи, выход инвертора соединен с входом синхронизации второго регистра перезаписи, выход делителя соединен с входом синхронизации сдвигового регистра, выходы которого через коммутирующий блок соединены с управляющими входами блока мультиплексоров, логического определения знака, дешифратора, регистра, выходнрго счетчика и блока запоминающих регистipoB, первый последовательный выход (блока заггоминанвдих регистров соеди-нен1. с дополнительным информационHfc tv входом блока м льтиплексоров, второй последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с синхронизации управляемого делителя частоты,информационные входы которого соединены поразрядно с параллельными выходами блока запоминающих регистров, выход переполнения управляемого делителя частоты соединен с первым входом блока запоминающих регистров, выходы дешифратора пораз рядно соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены поразрядно с входами первого слагаемого сумматора, выходц сумматора соединены, поразрядно с информационными входами первого регистра перезаписи, выходы которого поразрядно соединены с информацион.ными входами второго регистра перезаписи, выходы второго регистра перезаписи соединены поразрядно с. в содами первого кодового преобразователя и входами второго слагаемого сумматора, знаковые- входы масштабирующего преобразователя соединены с входами логического блока определеп ния знака, выход которого соединен со знаковьм входом выходного счетчика, выход первого кодового преобразователя соединен со вторым вхо- дом блока запоминающих регистров и с синхронизирующим входом выходного счетчика, выходал которого соединены поразрядно с входами второго кодово го преобразователя и соединены с-параллельными входами устройства, а выход второго кодового преобразователя соединен с третьим входом блока запомингиоадих регистров и последо вательным выходом устройства. Вход запуска устройства соединен с управ ляющим входом сдвигового регистра. На чертеже изображена функциональная схема масштабирующего преобразователя . Масштабирующий:, . преобразовател содержит блок 1 элементов сонпадени генератор 2, делитель 3 частоты, блок 4-мультиплексоров, регистр 5, первый регистр 6 перезаписи, второй регистр 7 перезаписи, сумматор 8, инвертор 9, дешифратор 10, выходной счетчик 11, выполненный реверсивным первый и второй кодовые преобразова тели 12 и 13, преобразующие параллельный код в число-импульсный, блок 14 запомина1рщих регистров, управляемый делитель 15 частоты, сдвиговый регистр 16, логический блок 17 определения знака, коммутирующий блок 18, Масштабирующий преобразователь работает следующим образом. Импульс запуска подается автоматически или вручную после включения питания на вход сдвигового регистра 16, при этом в его первый разряд за писывается логическая единица, а в остальные разряды - нули. Выходные сигналы сдвигового регистра 16, . .. объединенные в группы блоком 18 сог ласно алгоритму работы масштабирующего преобразов-ателя, осуществляют управление работой основных узлов устройства. Информация от первичных датчиков . поступает на входы масштабирующего преобразователя-в виде широтно импульсных сигналов. В блоке 1 происходит заполнение временного интервала входных сигналов частотой генератора 2, так что на выходе блока 1 входные величины представлены в число-импульсном виде-. Выходная частота генератора 2 поступает также на делитель 3 частоты, коэффициент деления которого опреде ляётся разрядностью масштабирующего преобразователя. Блок 4 подключает одну из входных величин или промежуточный результат, хранящийся в блоке 14, представленные в число-импульсном виде либо на вход синхронизации регистра 5, либо на счетный вход регистров 6.и 7 перезаписи (в зависимости от управляющего воздействия на входе блока 4). Информация в регистр 5 может записываться также и параллельным кодом, в этом случае о.на поступает из дешифратора 10 и представдтяет собой, постоянные масштабные коэффициенты, двоичный эквивалент которых возникает на выходах дешифратора в моменты времени, определяемыечалгоритмом работа масштабирующего преобразователя, который в свою очередь задается коммутирующим блоком 18. Умножение двух величин в масштабирующем преобразователе осуществляется многократным (по. числу импульсов, поступающих на счетные входы регистров 6 и 7 перезаписи) сул ированием числа, записанного в регистре 5 самого с собой. Регистры 6 к 7 перезаписи обнуляются лосле проведения каждой операции умножения управляющими сигнсшами с выхода коммутир рукщего блока 18 (не показано). Произведение, хранящееся в регистре 7, перезаписи поступает в зависимости | от управляющих сигналов коммутирующего блока 18 на вход синхронизации выходного счетчика 11, где алгебрашчески суммируется с другими слагаемыми, либо записывается в один из регистров блока 14 для проведения над ним дальнейших операций в соответствии с алгоритмом работы масша- бирующего преобразователя. Блок-14 имеет два .последовательных выхода (т.е. -выхода в число-импульсном коде) и один выход параллельного кода, который поступает на информационные входы управляемого делителя 15 частоты. Последний выполнен в виде ревер-ь сивного счетчика с обратной связью (выход переполнения соединен со входом разрешения записи), , Операция деления применяется лищь для вычисления отношения двух входных величин или, например, для вычисления тангенса по уже вычисленным

синусу и косинусу угла. Частное вновь поступает в блок 14.

Знаковая информация поступает на вход логического блока запоминается и определяется знак очередного слагаемого с помощью логических операций над знаками.

Таким образом, по -существу ., математические операции в масштабирующем преобразователе выполняются над абсолютными значениями входных величин, что позволяет снизить габариты устройства за счет снижения его разрядности на единицу.

Масштабирующий преобразователь позволяет, благодаря наличию блока 14 и соединению его первого последовательного выхода со входом блока 4, производить итерационные вычисления, например вычислять степенные функции, тригонометрические функции входных величин разложением в ряд. Масштабирующий преобразователь по- ..

зволяет вычислять также интегралы входных величин, производные от них по времени (суммируя входные величины за большие промежутки времени или определяя их приращения за малые промежутки времени).

Параллельный код с выхода счетчика 11 поступает на выход масштабирующего преобразователя и одновременно на вход кодового преобразователя

14,что йозволяет заносить в последний промежуточные результаты. После срабатывания всех разрядов сдвигового регистра 16 весь процесс обработки данных повторяется, так как выход последнего разряда сдвигового регистра 16 соединен с входом первого,

Последний SbiMd