Устройство для изменения масштабов в аналоговых вычислительных машинах Советский патент 1985 года по МПК G06G7/12 

1

Изобретение относится к вычис- лительной технике и может быть применено в аналоговых вычислительных .машинах (АВМ) для решения систем линейных однородных и неоднородных Д1тфферендиальных уравнений.

Цель изобретения - упрощение устройства без снижения точности.

На чертеже представлена схема устройства для изменения масштабов в АВМ,

Устройство содержит операционный усилитель 1 с интегрирующим конденсатором 2 в цепи обратной связи, блоки фиксации нижней 3 и верхней 4 границы диапазона интегрирования, цифроуправляемые сопротивления 5, подключенные к входу операционного усилителя 1, регистр 6 сдвига, соединенный с управляющими входами цифроуправляемого сопротивления 5, элементы -ИЛИ 7, первые входы которы соединены с выходами блоков фиксации нижней 3 и верхней 4 границы диапазона интегрирования, а вторые входы подключены к задатчикам 8 верхней и нижней границ диапазона, блок 9 задания начального кода и блок 10 установки начальных условий Операционный усилитель 1 с конденсатором 2 в цегги обратной связи образуют интегратор. Блок 10 установки начальных условий содержит первый конденсатор 11, один вывод которого через ограничивающий ток заряда резистор 12 соединен с выходом операционного усилителя I и через нормально замкнутые контакты первого реле 13 соединен с вторым выводом этого же конденсатора. Второй вывод первого конденсатора II через нормально разомкнутые контакт первого реле 13 соединен с входом операционного усилителя I. Один вывод второго конденсатора 14 через нормально замкнутые контакты второг реле 15 соединен с вькодом инвертор 16, вход, которого соединен с выходом операционного усилителя 1., а через нормально разомкнутые контакт с входом опреационного усилителя , другой вывод второго конденсатора 14 через ограничивающий ток разряда резистор 17 соединен с шиной нулевого потенциала, обмотка 18 второго реле соединена с выходом блока фиксации нижней границы 3, а обмотка 19 первого реле - с выходом блока

953612

фиксации верхней границы 4. В качест- ве блока фиксации нижней границы 3 и блока фиксации верхней границы 4 используется устройство сравнения

5 (компаратор) двух напряжений, одно из которых является значением границы диапазона, другое - значением переменной. Блок 9 задания начального кода реализован в виде клавишного

10 регистра. Начальный код регистра

сдвига 6 можно заносить и с цифровой вычислительной машины через соответствующий коммутатор. В качестве задатчиков 8 нижней и верхней границ

15 диапазона интегрирования используются соответствующие вькоды блоков фиксации нижней 3 и верхней 4 границ диапазона таких же устройств для изменения масштабов в аналоговых

20 вычислительных машинах.

Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо решить систему линейных дифференциальных уравнений

. «..Х f и,. Х„ «,..Х ;+...«

in

12 2.

1

Iv 1

2 S 22 2-- «2;i-- l. П

0)

X о(. X + И, X V ..+&.. X. +... а. X ; 1111 12 2 1 in п

, исходном состоянии значения коэффициентов устанавливаются

на цифроуправляемых сопротивлениях 5 через регистры 6 с помощью блоков 9 задания начального кода. После начала интегрирования и при достижении переменной Х; напряжения нижней границы диапазона блок 10 установки начальных условий увеличивает напряжение на конденсаторе 2 в два раза, а блок 3 фиксации нижней границы через элементы ИЖ 7 вырабатывает импульс J который сдвигает влево коды на регистрах 6 сдвига, соединенных с цифроуправляемыми сопротивлениями 5, являющимися входами интегратора. При этом коэффи-

циенты (Л . , и.2, -.. , увеличиваются в два раза. Одновременно с этим импульс Uf через соответствующие элементы ИЛi 7 поступит на шины сдвига вправо регистров сдвига 6,

5 соединенных с цифроуправляемымн сопротивлениями 5, входы которых соединены согласно решаемому уравнению с выходом интегратора. Это вызовет уменьшение коэффициентов Полученная новая система в два раза уравнений .« ilV-2°l -lnn 2 «2i-.«n2 - 2a, ,,-..2а;.Х.....2«,Х, , + 2.л......л....a.„ n-«ni- n2 2 - l«ni - n4 эквивалентна системе (1), -а масштаб переменной х-, увеличился в два раза При достижении переменной ней границы диапазона блок 10 установки начальных условий интегратора уменьшает напряжение на конденсаторе интегратора в два раза,а блок фиксации верхней границы диапазона 4 через .элементы ИЛИ 7 вырабатывает импульс , который сдвигает вправо коды на регистрах 6, соединенных с цифроуправляемыми сопротивлениями 5, являющимися входами интегратора. При этом коэффициент а уменьшаются в два раза. Одновременно 614 с этим импульс и 1 через соответствующие элементы ИЛИ 7 поступает на шины сдвига влево регистров сдвига 6, соединенных с цифроуправляемыми сопротивлениями 5, входы которых соединены согласно уравнению с соответствующим входом хвызывает увеличение коэффициентов - 1 ni в два раза. В результате система уравнений (I) преобразуется к виду %«i- «t2V- 2«,,x...... . V«2ZV- 2«ji ; - «гп ,-- М / r°iiNI«i2 2 - l HV-4%n .x..... Система уравнений (З) также эквивалентна системе (1), а масштаб переменной Xj уменьшился в два раза. При переходе переменной в другие поддиапазоны процесс изменения масштабов повторяется.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ . МАСШТАБОВ В АНАЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства и соединен с входами блока установки начальных условий, выходами нодклгоченного к входу операционного усилителя, и блоков фиксации верхней и нижней границ диапазона интегрирования, выходы которых подключены к управгляющим входам блока установки началь ных условий, и интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства без снижения точности, в него введены п цифроуправляемьгх сопротивлений, п регистров сдвига, п блоков задания начального кода, задатчики верхней ,и нижней границ диапазона интегрирования и 2п элементов ИЛИ, причем цифроуправляемые сопротивления включены между соответствующим входом устройства для изменения масштабов н входом операционного усилителя, управляющие входы каждого цифроуправляемого сопротивления подключены к разрядным выходам Соответствующего регистра сдвига, соединенного установочными входами с высл соответствующего блока задания начального кода, входы сдвига влево и вправо каждого регистра сдвига подключены к выходу соответствующего элемента ИЛИ, первые входы которых соединены соответственно с за- датчиками нижней и верхней границ со сл диапазона, а вторые входы подключены к выходам блоков фиксации верхней со Сй и границ диапазона интегрирования .