Цифровой преобразователь элементарных функций Советский патент 1985 года по МПК G06F7/544 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано для линеаризации характеристик частотных датчиков. На фиг.1 представлена структурна схема цифрового преобразователя; на фиг.2 - один из вариантов реализаци импульсного вычислителя; на фнг.З вариант реализации импульсного сумматора. Цифровой функциональный преобразователь содержит информационный вход 1, счетчики 2-5, реверсивный счетчик 6, группы 7 и 8 импульснопотенциальных злементов И, злементы ИЛИ 9 и 10, элемент ИЛИ 11 с входам 12 и 13, импульсный J8ычитaтeль 14 с первым 15 и вторым 16 входами и выходом 17, импульсный сумматор 18 с первым 19 и вторым 20 входами и выходом 21, элемент 22 задержки. Импульсный вычитатель содержит D-триггер 23 и элемент ИЛИ 24, а им пульсный сумматор - элемент 25 задержки и элемент ИЛИ 26. Работа импульсного вычитателя 14 подробно иллюстрирована временными диаграммами (фиг.2). Устройство работает следукяцим об разом. Поскольку счетчик.3, первая груп па 7 импульсно-потенциальных элемен тов И и первый элемент ИЛИ 9 представляют собой первый двоичный умножитель частоты, управляемый счетчиком 2, то приращение dx входной и пульсной последовательности х, поступающей на вход 1, вызывает появление на выходе элемента ИЛИ 9 приращения dz. импульсной последова, определяемое по форм тельности ле где у - текущее значение числа на входе 1; m - коэффициент пересчета счет чиков 2 и 3. Работа импульсного вычитателя оп ределяется выражением dx - dz Подставив формулу (1) в выражение (2) и разделив переменные, получаем, . (3) т-у m Проинтегрировав выражение (З ), получаем . Отсюда текущее значение числа у в счетчике 2 равно у т(1 - е). (5) Так как счетчик 3, вторая группа 8 импульсно-потенциальных элементов И и второй элемент ИЛИ 10 представляют собой второй двоичный умножитель частоты, управляемый счетчиком 4, то приращение dx входной импульсной последовательности х, поступающей на вход 1, вызывает появление на выходе элемента ИЛИ 10 приращения dZj выходной импульсной последовательности Zj, определяемое по формуле dZi i. dx ,(6) где у. - текущее значение числа в счетчике 4; m - коэффициент пересчета счетчиков 3 и 4. .Работа импульсного сумматора определяется выражением dy dx + (7) Подставив формулу (6 ) в выражение (7), разделив переменные и проинтегрировав, получаем en(,l д-О tri Отсюда текущее значение числа у в счетчике 4 равно у т()-(9) : Элемент 22 задержки служит для разнесения во времени импульсов, поступающих на входа 12 и 13 элемента ИЛИ 11 и на суммирующий и вычитающий .входы реверсивного счетчика 6. Приращение dl импульсной последовательности 6. на выходе элемента ШШ 11 определяется суммой приращений dy и dy. импульсных последовательностей У и у соответственноdl dy + dy . (10) Продифференцировав выражения (5) и (9) и подставив в уравнение (Ю), получаем I. X dl, (е + е )dx Интегрируя выражение (11) с учетом пределов интегрирования, получаемкX J у .

Отсюда текущее значение числа 1 счетчике 5 равно

(13)

2msh - m

Поскольку на вычитающий вход реверсивного счетчика поступает.приращение dy импульсной последовательности у , а на суммирукиций вход приращение dy импульсной последовательности у , то число Ij в реверсивном счетчике 6, являющееся результатом преобразования, равно

1, 2m(ch- - I)

(14) f- m

11

Фиг.2

Фиг.

ЦИФРОВОЙ ЛРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащий два счетчика, импульсньй вычитатель, импульсный сумматор, первую группу импульсно-потенциальных элементов И и первый элемент ИЛИ, причем вход преобразователя соединен с первым входом импульсного вычитателя, счетным входом первого счетчика и первым входом импульсного сумматора, выход импульсного сумматора соединен со счетным входом второго счетчика, выходы разрядов которого соединены спотенциальными входами соответствующих импульсно-потенциальных элементов И первой группы, импульсные входы и выходы которых соединены соответственно с выходами .соответствующих разрядов первого счетчика и входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом импульсного вычитателя, отличаю щ и. и с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач путем обеспечения возможности дополнительного вычисления гиперболических функций, в него введены третий и четвертый счетчики, реверсивный счетчик, вторая группа импульснопотенциальных элементов И, второй и третий элементы ИЛИ и элемент задержки, причем выход импульсного сумматора соединен с входом элемен(Л та задержки и счетным входом третьего счетчика, выходы разрядов которого соединены с потенциальными входами импульсно-потенциальных элементов И второй группы, импульсные входы и выходы которых соединены соответственно свыходами соответствующих разрядов первого счетчика и вхосо дами второго элемента ИЛИ, выход; СдЭ которого соединен с вторым входом а импульсного сумматора, выход элеменОд та задержки соединен с входом суммио рования реверсивного счетчика,вход вычитания которого соединен с выходом импульсного вычитателя и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента задержки и счетным входом четвертого счетчика.