Устройство для формирования периодических функций Советский патент 1987 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения - повышение точности формирования функции.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вход 1, многоуровневый компаратор 2, дифференцирующий элемент 3, первый 4 и второй 5 выпрямительные диоды, первый б и второй 7 элементы ИЛИ, сдвоенный двухпозиционный переключатель 8, инвертор 9, шину 10 .задания сдвига формируемой функции, выход 11, реверсивный счетчик 12, цифроаналого- вы й преобразователь (ЦАП) 13, группу 14 из п регистров сдвига, группу 15 из п элементов ИЛИ, суммирующий счетчик 16, первую 17 и вторую 18 группы элементов И, элемент И 19, генератор 20 импульсов, схему 21 сравнения кодов, элемент 22 задержки, шину 23 управления вводом функции, регистр 24 сдвига, шину 25 задания скачкои функции, шину 26 обнуления, шину 27 управления вводом функции, шину 28 задания режима воспроизведения функции.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывный сигнал поступает на вход многоуровневого компаратора 2, который осу ществляет квантование непрерывного сигнала по уровню. В результате дифференцирования образуется последовательность коротких импульсов, определяющих на временной оси моменты скачкоЕ функции, причем положительным скачкам соответствуют положительные, отрицательным - отрицательные импульсы. На выходе элемента ИЛИ 6 формируется последовательность однополярпых импульсов, которая служит для тактирования работы реверсивного счетчика 12, регистра 24 сдвига и п регистров 14 сдвига. Кроме того, эта последовательность импульсов, задержанная элементом 22 задержки, подается на обнуляющий вход суммирующего счетчика 16. Генератор 20 импульсов, элемент И 19 и суммирующий счетчик 16 измеряют интервалы времени между моментами смены уровней аппроксими- руюцхего сигнала.

Положительные дифференцированнь1е импульсы с выхода первого диода 4 через элемент ИЛИ 7 поступают на записывающий вход регистра 24 сдвига, в разряды которого записывается информация о направлении скачков: «1 - при положительном, - при отрицательном скачке функции. Прямой выход последнего разряда регистра 24 сдвига через второй вход элемента ИЛИ 7 связан с его входом, чем обеспечивается рециркуляция информации в данном регистре. Через щину 25 обеспечивается задание скачков функции в режиме ее формирования.

Реверсивный счетчик 12 осуществляет последовательное алгебраическое суммирование

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

скачков функции, а ЦАП 13 преобразует информацию в аналоговую форму.

Назначение сдвоенного переключателя 8 состоит в том, чтобы в режиме записи функции информация записывалась параллельно как в регистр 24 сдвига, так и в реверсивный счетчик 12, что целесообразно для обеспечения оперативного контроля правильности работы устройства (соответствия входного и выходного напряжений).

Элементы ИЛИ 15 и группа 14 регистров сдвига осуществляют запись информации о временных интервалах между тактирующими импульсами (скачками). Количество регистров соотв тствует числу разрядов суммирующего счетчика 16, а количество разрядов в каждом из п регистров 14 определяется максимальным числом точек дискретизации функции по времени.

Таким образом, в режиме записи функции в устройстве запоминается информация о поведении функции (в регистре 24 сдвига) в виде последовательности двоичных единиц и нулей, а также информация о временных интервалах между скачками функции в виде последовательности двоичных п-раз- рядных чисел, распределенных в п регистрах 14 сдвига. Связь второго входа элемента И 19 с выходом многоуровневого компаратора 2 обеспечивает начало измерения временных интервалов только при наличии сигнала на входе устройства, по его третье.му входу через щину 23 обеспечивается разрещение измерения времени вручную, а через вторые входы элементов ИЛИ 15 через щину 27 обеспечивается ручной ввод временных интервалов в регистры 14 сдвига.

В режиме воспроизведения функции опросные (тактирующие) импульсы формируют.- ся схемой 21 сравнения кодов, которая сравнивает текущие значения информации на выходах суммирующего счетчика 16 с информацией на выходах п регистров 14 сдвига. В моменты совпадения информации на выходе схемы 21 формируются импульсы, которые осуществляют считывание информации с регистров 14 и 24 сдвига. Регенерация информации в п регистрах 14 осуществляется с выходов суммирующего счетчика 16. Элементы И 17 и 18 черев щину 28 отключают выходы счетчика 16 от соответствующих входов схемы 21 сравнения в режиме записи функции, в результате чего схема 21 сравнения в э гом режи.ме не функционирует и не создает помех.

Таким образом, в режиме воспроизведения функции информация об амплитуде функции считывается из регистра 24 сдвига, алгебраически суммируется реверсивным счетчиком 12, а времена считывания информации формируются путем сравнения записанных в регистрах 14 значений времени с теку1ци.м значением вре.мени на счетчике 16.

Таким образом, в предлагаемом устройстве процесс дискретизации функции по времени тесно связан с характером изменения функции. Подобная адаптивная дискретизация функции приводит к повышению точности формирования и воспроизведения функции.

Формула изобретения

Устройство для формирования периодических функций, содержащее многоуровневый компаратор, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, два элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования функции, устройство содержит дифференцирующий элемент, два выпрямительных диода, инвертор, регистр сдвига, группу из п регистров сдвига, реверсивный счетчик, суммирующий счетчик, элемент задержки, сдвоенный двухпозиционный переключатель, группу из п элементов ИЛИ, первую и вторую группы из ri элементов И, схему сравнения кодов и цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, а выход является выходом устройства, при этом выход многоуровневого компаратора через дифференцирующий элемент соединен с анодом первого и с катодом второго выпрямительных диодов, катод первого выпрямительного диода соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с шиной задания скачков функции, а третий вход - с прямым выходом последнего разряда регистра сдвига, выход первого элемента ИЛИ соединен с записывающим входом регистра сдвига, анод второго выпрямительного диода через инвертор соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, третий вход

0

которого соединен с шиной задания сдвига формируемой функции, а выход - с синхронизирующими входами регистра сдвига, регистров сдвига группы и реверсивного счетчика, с выходом схемы сравнения кодов и через элемент задержки - с обнуляющим входом суммирующего счетчика, вход «Сложение реверсивного счетчика соединен через первую контактную группу сдвоенного двухпозиционного переключателя с катодом первого выпрямительного диода и с прямым выходом последнего разряда регистра сдвига, вход «Вычитание реверсивного счетчика через вторую контактную группу сдвоенного двухпозиционного переключателя сое5 динен с выходом инвертора и с инверснмм выходом последнего разряда регистра сдвига выход элемента И соединен со счетным входом суммирующего счетчика, п прямых разрядных выходов которого соединены с первыми входами соответствующих элементов

0 ИЛИ группы и с первыми входами соответствующих элементов И первой группы, а п инверсных разрядных выходов суммирующего счетчика соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, вторые входы элементов ИЛИ группы подключены к шине управления вводом функции, вторые входы элементов И первой и второй групп подключены к шине задания режима воспроизведения функции, выходы элементов ИЛИ группы соединены с записывающими входами соответствующих регистров сдвига группы, прямые и инверсные выходы последних разрядов которых подключены к первому кодовому входу схемы сравнения кодов, выходы элементов И первой и второй групп подключены к второму кодовому входу схемы сравнения кодов, третий вход элемента И подключен к шине управления вводом функции, шина обнуления соединена с обнуляющими входами регистра сдвига, регистров сдвига группы, суммирую- шего счетчика и реверсивного счетчика.

5

0

5

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности формирования функции. Устройство содержит вход 1, многоуровневый компаратор 2, дифференцирую.- щий элемент 3, первый 4 и второй 5 выпрямительные диоды, первый 6 и второй 7 элементы ИЛИ, сдвоенный двухпозиционный переключатель 8, инвертор 9, шину 10 задания сдвига формируемой функции, выход 11, регзерсивный счетчик 12, цифроаналоговый преобразователь 13, группу 14 регистров сдвига, группу 15 элементов ИЛИ, суммирующий счетчик 16, первую 17 и вторую 18 группы элементов И, элемент И 19, генератор 20 импульсов, схему 21 сравнения кодов, элемент 22 задержки, ишну 23 управления вводом функции, регистр сдвига 24, шину 25 задания скачков функции, шину 26 обнуления, шину 27 управления вводом функции, шину 28 задания режима воспроизведения функции. Формируемая функция поступает на вход I, квантуется по уровню и по времени и запоминается в виде бинарной последовательности положительных и отрицательных скачков и величин интервалов между ними. В режиме воспроизведения функции она восстанавливается в реверсивном счетчике и после цифроаналогового преобразования поступает на выход. Импульсы, синхронизируюшие реверсивный счетчик, вырабатываются в моменты, соответствующие запомненным интервалам. 1 ил. (Л с: оо ю ел 01 ND Oi