Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов Советский патент 1987 года по МПК G06G7/24 

1135

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении время-импульсных функциональных преобразователей.

Целью изобретения является повышег . ние быстродействия и расширение области применения за счет определения знака логарифма.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для определения логарифма отношения .двух сигналов; на фиг. 2 - схема, блока синхронизации; на фиг.3 схема генератора импульсов; на фиг,4- временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство для определения логарифма отношения (фиг, 1) содержит блок 1 синхронизации, первый и второй линейные преобразователи 2 и 3 напряжения во время-импульсный сигнал, первый и второй элементы И 4 и 5, первый и второй счетчики 6 и 7, пер- вьш и второй блоки 8 и 9 сравнения. кодов, генератор 10 импульсов, третий счетчик 11, блок 12 памяти, регистр 13, третий и четвертьм элементы И 14 и 15, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16, элемент 17 задержки, счетчик 18 ре- зультата, триггер 19, элемент ИЛИ .20, вход запуска 21 и выход 22 устройства.

Блок 1 синхронизации (фиг, 2) содержит элемент ИЛИ 23, элемент НЕ 24, два элемента 25 и 26 задержки, два триггера 27 и 28, и формирователь 29 импульсов.

Генератор 10 импульсов (фиг. 3) содержит первый, второй и третий эле- менты НЕ 30-32, элемент 33 задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 34, триггер 35, первый, второй и третий элементы И 36-38, два согласующих резистора 39 и 40 и кварцевый резонатор 41.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

Преобразуют линейно входное напряжение делимого и в интервал времени Т(и ) (диаграмма б, фиг. 4). Преобра- зуют линейно входное напряжение делителя Uj в интервал времени T(U,j). (диа грамм а в, фиг. 4). Формируют одновременно эталонные интервалы времени

iii-

Т; ( ) диаграммы 2-М, фиг.-1), длительность которых задается по экспоненциальному закону (i 1,2,... ..., п). Сопоставляют эталонные ин

0

5

0 5 0

5

0 5

0

-iAj5

тервалы времени Т ; ( ) с интервалами времени T(U) и l(lJ,), полученными в результате линейного преобразователя исследуемых сигналов. Определяют моменты превышения эталон- ii

ными интepвaлa ш времени Т,- ( )

интервалов времени T(U) и T(U), полученных в результате линейного преобразования исследуемых сигналов. Значение искомого логарифма отношения сигналов определяют по формуле

In иуи, К(п - п, - п) ,

где К - коэффициент пропорциокальносг ти;

п - общее количество эталонных интервалов времени; п - количество эталонных интервалов времени, меньших обоих интервалов времени, полученных в результате линейного преобразования исследуем111х сигналов; Пу - количество эталонных интервалов времени, больших обоих интервсшов времени, полученных в результате линейного преобразования исследуемых сигналов.

При Э.ТОМ определяют разность между моментом превышения эталонными интервалами времени интервала времени, соответствующего сигналу - числитепю и моментом превышения эталонными интервалами времени интервала времени, соответствующего сигналу - знаменателю, а знак логарифма отношения сигналов определяют как знак полученной разности.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства формирователь 29 импульса, подключенньм к источнику питания Е,,., вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 27 в нулевое состояние.

В блоке 12 памяти хранятся коды, равные N. fT () i 1, 2, о.,, п, где f - частота импульсов., вырабатываемая генератором 10.

Импульс запуска устройства, поступающий на первьй вход блока 1 синхронизации, устанавливает триггер 28 в нулевое состояние и одновременно появляется на третьем выходе блока 1.

Импульс, поступающий с третьего выхода блока 1 на входы начальной установки счетчиков 6, 7 и 11 и счетчика результата 18, присваивает им нулевое значение. Одновременно триггер 35, входящий в состав генератора 10, устанавливается в единичное состояние. На выходах блока 12 памяти появляется код NJ fTj ().

Через промежуток времени, опреде- ляемый элементом 26 задержки, на четвертом выходе блока 1 поя вляется единичный импульс, равный по длительности импульсу запуска устройства. Этот импульс, поступая через элемент ИЛИ 20, заносит в регистр 13 значе- - ние кода N и увеличивает содержимое счетчика 11 на единицу. На выходе блока 12 памяти появляется код N

f-T, (U,e - ).

Через промежуток времени, определяемый элементом задержки- 25, триггер 27 устанавливается в единичное сос- тояние и на втором выходе блока 1 появляется сигнал единичного уровня. Этот сигнал разрешает работу первого 2 и второго 3 линейных преобразова- телей напряжения во время-импульсный сигнал и разблокировывает элемент И 28, запуская тем самым генератор 10.

С поступлением сигнала единичного уровня на вход запуска генератора 10 разблокировывается элемент И 38 и на вход элемента НЕ 32 начинают поступать импульсы, частота следования которых определяется параметрами кварцевого резонатора 41, При появ- лении сигнала единичного уровня на - выходе элемента НЕ 32 элемент ИСКГПО- ЧАЩЕЕ ИЛИ 34 вырабатывает импульс, ширина которого определяется параметрами элемента 33 задержки. Этот им- пульс проходит через элемент И 36 на первый выкод генератора 10. Одновременно триггер 35 устанавливается в нулевое состояние. При,появлении на вьпсоде элемента НЕ 32 сигнала нулевого уровня элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

34вырабатывает импульс, поступающий через элемент И 37 на второй выход генератора 10. Одновременно триггер

35устанавливается в единичное состояние. Тако.й процесс продолжается в течение всего присутствия на входе запуска генератора 10 сигнала единичного уровня.

0

sп

. - Первый 2 и второй 3 линейные преобразователи напряжения преобразуют входные напряжения U, и U, соответственно в интервалы времени T(U ) и T(Uj).

Импульсы с первого выхода генератора 10 через первый 4 и второй 5 элементы И начинают поступать на счетные входы первого 6 и второго 7 счетчиков, увеличивая содержимое последних. Содержимое первого 6 и второго 7 счетчиков сравнивается в первом 8 и втором 9 блоках сравнения с кодом N , находящимся в регистре 13.

Импульсы, поступающие со второго выхода генератора 10 на первые входы третьего 14 и четвертого 15 элементов И, опращивают результат сравнения. В момент превьппения содержимыми счетчиков 6 или 7 кода, находящегося в регистре 13, на выходе соответствующего блока (8 или 9) сравнения появляется сигнал единичного уровня, разг решающий прохождение импульса через соответствующий элемент И (14 или 15). Импульс, проходящий через третий элемент И 14, устанавливает триггер 19 в единичное состояние. Импульс, проходящий через четвертый элемент И 15 и элемент 17 задержки, устанавливает триггер 19 в нулевое состояние. Импульсы, поступающие с выходов третьего 14 и четвертого 15 элементов И на соответствующие входы элемента ИЛИ 20, присваивают регистру 13 значение кода N; и увеличивают содержимое счетчика 11 на единицу. При одновременном превьЩ1ении содержимым первого и второго 7 счетчиков содержимого регистра 13 на выходе элемента ИСКШОЧАЮОЩЕ ИЛИ 16 импульсы отсутствуют. При превьтгении содержимым одного из счетчиков 6 или 7 содержимого регистра 13 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 появляется импульс,: увеличивающий содержимое счетчика 18 результата на единицу.

Б случае, если U U,, т.е, знак логарифма положительный, триггер 19 будет находиться в нулевом состоянии, поскольку с выхода четвертого элемента И 15 поступит большее число импульсов, чем с выхода третьего элемента И 14, В случае U : U триггер 19 будет в единичном состоянии, так как с выхода третьего элемента И 14 поступит большее число импульсов, чем с выхода четвертого элемента И 15.

5 13 По окончании интервалов времени Т(и,)-и.Т(и ) на выходе элемента НЕ- 24 появится сигнал единичного уровня,, устанавливающий триггер 28 в единичное состояние. Одновременно триггер 27 установится в нулево.е состоя- ,ние и сигнал нулевого уровня, появившийся на первом выходе блока 1 синхронизации, заблокирует работу гене- ратора 10 и первого и второго линейных преобразователей 2 и 3 напряжения.

В счетчике 18 результата будет находиться искомое значение логарифма отношения сигналов, а триггер 19 будет определять знак логарифма.

Формула изобретения

1.. Устройство для определения ло- гарифма отношения двух сигналов, сот держащее блок синхронизации, подклю- ченньй первым выходом к первому входу элемента ИЛИ, а вторым выходом - к входам запуска двух линейных пре- образователей напряжения во время-импульсный сигнал, информационные входы которых соединены с входами делимого и делителя: устройства соответственно три счетчика, первый из которых под- ключей выходом к первому входу пер- вого блока сравнения кодов, а счетным входом - к выходу первого элемента И, соединенного первым входом с выходом первого линейного преоб- раэователя напряжения во время-импульсный сигнал, а вторым входом - с первым выходом генератора импульсов и первым входом второго элемента И, подключенного вторым входом к вы- ходу второго линейного преобразователя напряжения во время-импульсный сигнал, а выходом - к счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с первьм входом второго блока сравнения кодов, триггер и четвертый элемент И, отличающееся тем, что, с целью повьшени.я быстродействия и расширения области применения за счет определения знака лога- рифма, в него введены блок: памяти, ргистр, элемент задержки, элемент ИС- КПЮЧАКЮЩЕ РШИ и счетчик результата, подключенный счетным входом к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединен- ного первым входом с выходом третьег элемента И, вторым входом элемента. ИЛИ и входом установки в 1 триггера, подключенного входом обнуления

1

через элемент задержки к выходу четвертого элемента И, второму входу элмента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и третьему вхо ду элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения записи регистра и счетным входом третьего счетчика, подключенного выходом к адресному входу блока памяти, соединенного выходом с информационным входом регистра, подключенного выходом к вторым входам первого и второго блок ов сравнения кодов,выходы которых со единены с первыми входами третьего и четвертого элемергтов И соответственно, подключенных вторыми входаг ш к второму выходу генератора импульсов, соединенного входом запуска с вторым выходом блока синхронизации, а входом начальной установки - с входами начальной установки счетчиков и третьим выходом блока синхронизаци стробирующие входы которого подключены к выходам линейных преобразователей напряжения во время-импульсный сигнал, а выходы счетчика и триггера соединены с выходами устройства.

2. Устройство по ц. 1, о т л и ч ающе е с я тем, что генератор импульсов содержит три элемента НЕ,, элемент задержки, триггер, три элемента И, два согласующих резистора, кварцевый резонатор и элемент ИСКЯЮ- ЧАЮ01ЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И и счетному входу триггер вход установки в 1 которого является входом начальной установки генера тора импульсов, а прямой и инверсный выходы соединены с вторыми вxoдai: lи первого и второго элементов И соответственно, выходы которых ЯВЛЯЮТСЯ первым и вторым выходами генератора импульсов, а третьи входы подключены к входу запуска генератора. импул:ьсов и первому входу третьего элемента И, соединенного вторым входом с :зы- ходом первого элемента НЕ, а выходом - с первыми выводами первого и второго согласующих резисторов и входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к второму выводу первого согласующего резистора, выходу третьего элемента НЕ и первой об1:слад ке кварцевого резонатора, соединенного второй обкладкой с вторым выводом второго согласующего резистора и входом первого элемента НЕ, при этом выход третьего элемента НЕ подклю71357981

чен к входу элемента задержки и пер- второй вход которого соединен с вы- вому входу элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, .ходом элемента задержки.

А1

Фи2.2.

70

сриг.З

6 д

г

д

е ж

3

и.

к л

п

Редактор Н. Егорова

Составитель С. Казинов

Техред М.Ходанич Корректор Во.Бутяга

Заказ 6001/51Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фаг. ч

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Целью изобретения является повьшение быстродействия и расширение области применения за счет определения знака логарифма. Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов содержит блок 1 синхронизации, линейные преобразователи 2 и 3 напряжения во время-импульсный сигнал, элементы И 4, 5, 14 и 15, счетчики 6, 7 и 11, блоки 8 и 9 сравнения кодов, генератор 10 импульсов, блок 12 памяти, регистр 13, элемент Исключающее ИЛИ 16, элемент 17 задержки, счетчик 18 результата, триггер 19 и элемент ИЛИ 20. Принцип действия устройства основан на линейном преобразовании напряжений делимого и делителя в интервалы времени и сравнении полученных интервалов с группой эталонных интервалов, длительность которых распределена по экспоненциальному закону. Объединение во времени процессов формирования эталонных интервалов и их сравнения с преобразованными интервалами позволяет повысить быстродействие устройства, а определение знака разности моментов сравнения интервалов делимого и делителя позволяет расширить область применения за счет определения знака логарифма. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л САЭ сл со 00 фа 21