Устройство для воспроизведения функций Советский патент 1987 года по МПК G06F7/556 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах предварительной обработки информации.

Целью из о б ре тения является расширение класса решаемых задач за счет возможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит преобразователи 1-5 код-частота реверсивные счетчики 6-7, элементы И 8-9, элемент

ШИМ-сигнала, Аналогично работает и реверсивньш счетчик 7, в цепи обрат ной связи которого включен преобра р зователь 4, выходные сигналы которого через элемент ИЛИ 25 поступают на его вычитающий вход. При этом сигналы с элемента И 9 проходят на выход элемента ИЛИ 10, так как поступление их на вход элемента ИЛИ 25 блокировано сигналом управления режимом. На суммирующий вход счетчика 7 поступает суммарная импульсная по ледовательность с выхода элемента

ИЛИ 10, входы 11-15 устройства, вы- 15 ИЛИ 0. ход 16 устройства, вход 17 устройст- в основу работы устройства полова, сумматор-вычитатель 18, умножители 19-22, элементы И 23-24, элемент

жен итерационный принцип усреднения импульсных потоков с использованием частотно-импульсной следящей системы

ИЛИ 25 и входы 26-30 устройства.

Устройство работает следующим об- 20 В качестве схемы сравнения, вырабатыразом.

Пусть в начальный момент времени счетчики 6 и 7 обнулены. На вход 12 поступает широтно-импульсный сигнал

с относительной длительностью 0, на 25 рование полученной разности. Кроме

входы 11-15 поступают последовательности импульсов опорных частот F (,i

целью исключения наложения и.шульсных сигналов

главного контура отрицательной обратной связи имеется дополнительный контур на основе реверсивного счетчика 6. Условием динамического равно- данные последовательности должны быть 30 весия устройства является равенство сдвинуты по фазе одна относительно приращений кодов суммирующих и вычи- другой на время, равное или превышающее время срабатывания реверсивных счетчиков. На входах 26-29 присутствуют коды чисел N,, N, N, N. 5 Них значений импульсных посла- Режим 1, На вход 30 устройства по- довательностей, поступающих на Сум- ступает сигнал U высокого уровня, инициирующий работу сумматора-вычи- тателя 18 в режиме вычитания. Под воздействием управляющего преобразо- 40 6 с учетом функционирования узлов I, вателем 1 кода на суммирующий вход 2, 6, 8 и 18-20 и поступающих на счетчика 6 начинают проходить импульс них сигналов с щин 11-13, 17, 26, сы с элемента И 8 в течение действия Ш М-сигнала. Преобразователь 2 начинает вырабатьшать импульсную последо- 45 вательность, так как управляющий им

тающих цепей в каждом счетчике в течение периода следования ШИМ-сигна- лов аргумента, т.е. равенство сред-

мирующие и вычитающие входы счетчиков.

Динамическое равновесие счетчика

30 и 27 будет при условии. 1 (N-N,) ff N,N2,

где NC - значение кода счетчика 6; п - разрядность преобразователя код - частота и умножителей .

код, снимаемьш с выходов умножителя 20, становится отличен от нуля. Последовательность импульсов с выхода преобразователя 2 постзшает на вьии- тшощий.вход счетчика 6 и первый вход элемента ИЛИ 10. Одновременно код с вькода счетчика 6 поступает на второй вход сумматора-вычитателя 18. При

50

где NC - значение кода счетчика 6; п - разрядность преобразователя код - частота и умножителей .

В целях упрощения устройства с выходов умножителей, вьитолненных на базе микросхем серии 1802, снимается старшая половина разрядов произ , ведения. Среднее значение частоты

этом управляющий преобразователем 1 55 - «

на выходе преобразователя 2 опредекод пропорционально уменьшается, что пр иводит к уменьшению количества импульсов, поступающих на суммирующий вход счетчика 6 во время действия

ляется следующим образом Рол NNiNjS

2

ШИМ-сигнала, Аналогично работает и реверсивньш счетчик 7, в цепи обратной связи которого включен преобра р зователь 4, выходные сигналы которого через элемент ИЛИ 25 поступают на его вычитающий вход. При этом сигналы с элемента И 9 проходят на выход элемента ИЛИ 10, так как поступление их на вход элемента ИЛИ 25 блокировано сигналом управления режимом. На суммирующий вход счетчика 7 поступает суммарная импульсная последовательность с выхода элемента

ИЛИ 0. в основу работы устройства полоИЛИ 0. в основу работы устройства положен итерационный принцип усреднения импульсных потоков с использованием частотно-импульсной следящей системы.

вающеи сигнал рассогласования, используется реверсивный счетчик, с помощью которого осуществляется суммирование частот, вычитание и интегриглавного контура отрицательной обратной связи имеется дополнительный контур на основе реверсивного счетчика 6. Условием динамического равно- весия устройства является равенство приращений кодов суммирующих и вычи- Них значений импульсных посла- довательностей, поступающих на Сум- 6 с учетом функционирования узлов I, 2, 6, 8 и 18-20 и поступающих на них сигналов с щин 11-13, 17, 26,

тающих цепей в каждом счетчике в течение периода следования ШИМ-сигна- лов аргумента, т.е. равенство сред-

главного контура отрицательной обратной связи имеется дополнительный контур на основе реверсивного счетчика 6. Условием динамического равно весия устройства является равенство приращений кодов суммирующих и вычи- Них значений импульсных посла довательностей, поступающих на Сум- 6 с учетом функционирования узлов I, 2, 6, 8 и 18-20 и поступающих на них сигналов с щин 11-13, 17, 26,

мирующие и вычитающие входы счетчиков.

Динамическое равновесие счетчика

главного контура отрицательн ратной связи имеется дополни контур на основе реверсивног чика 6. Условием динамическо весия устройства является ра приращений кодов суммирующих Них значений импульсн довательностей, поступающих 6 с учетом функционирования 2, 6, 8 и 18-20 и поступающи них сигналов с щин 11-13, 17

30 и 27 будет при условии. 1 (N-N,) ff N,N2,

главного контура отрицательной обратной связи имеется дополнительный контур на основе реверсивного счетчика 6. Условием динамического равно весия устройства является равенство приращений кодов суммирующих и вычи- Них значений импульсных посла довательностей, поступающих на Сум- 6 с учетом функционирования узлов I, 2, 6, 8 и 18-20 и поступающих на них сигналов с щин 11-13, 17, 26,

где NC - значение кода счетчика 6; п - разрядность преобразователя код - частота и умножителей .

В целях упрощения устройства с выходов умножителей, вьитолненных на базе микросхем серии 1802, снимается старшая половина разрядов произляется следующим образом Рол NNiNjS

2

31361549

Средние значения частот импульс- На вычитающий вход счетчика 7 пода- ных последовательностей, поступаю- ется уравновешивающая частота щих на второй и третий входы элемента ИЛИ 10 с выходов преобразователя 3 и элемента И 9, соответственно равны

-- N 2

где N . - значение выходного кода. Исходя из условия динамического равновесия частот импульсных последова- 10 тельностей, проходящих на входы счет чика 7, вьфажение для выходного кода устройства принимает вид

г

-- NN on 3

F, 1 N N,9.

N.

NiN+0V( ).e +JbN3 ..., - N - -- U)

Масштабируя величины N - N 4,

N w . /N и i /1.2

где N - максимальное значение выi М С ItC

ходного кода при следующих значениях N , 0,82405; N 1,4053; N3 0; ,17372, получаем рациональнуто дробь

0,173729 + 0,170156

..-.Л-« ««.„

Q+ 1,7053

(2)

Выражение (2) аппроксимирует функ1,щю 1п(1+б), е е 0; 1 с относительной приведенной погрешностью, не превьшающей 0,014%.

Режим 2. На вход 30 поступает сигнал низкого уровня, разрешающий работу сумматору-вычитателю 18 в режиме суммирования. При этом разрешается поступление сигналов с выхода элемента И 9 на вход элемента ИЛИ 25, а их

NiN4e -iN Nz - N,Ni - - NiNj ,. 2N,9 -

При масштабировании величин, входящих в уравнение (5), последнее принимает вид

NI - NlNie(NJNi -Nj N 3 -

При следующих значениях ,8452; N; 6,5531; N 1,0002; ,85019, получаем рациональную дробь

Nz 8j,5019 -10 6j -;2i53360-3j 5520 NТ-3,55Т4

аппроксимирующую функцию е бе 0,1 с относительной приведенной погрешностью, не превышающей 0,008%.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает возможностью дополход сче вающая

-- N 2

На вычитающий вход счетчика 7 пода- ется уравновешивающая частота

где N . - значение выходного кода. Исходя из условия динамического равновесия частот импульсных последова- тельностей, проходящих на входы счетчика 7, вьфажение для выходного кода устройства принимает вид

0

5

прохождение на вход элемента ИЛИ 10. блокируется. Таким образом, благодаря разнесению во времени сигналов равных опорных частот F „/- F элемент ИЛИ 10 суммирует частоть импульсных последовательностей, поступающих с преобразователей 2 и 3, а элемент ИЛИ 25 - соответственно с преобразователя 5 и элемента И 9. Работа устройства в этом режиме происходит аналогично рассмотренному. Динамическое равновесие счетчика 6 описьшается уравнением

30FO 1 /, , ,т XT л 02 . . „

р (N +NC)N, 8 2- с 2Акалогично для второго счетчика 7

(3)

35

ffxT т 1 3...,FM.,,, п , FOI ../,1

-i;N, -NN, + 2

Решая систему уравнений (3) и (4) и принимая во внимание равенство опор- ных частот, получаем

50

55

нительного, по сравнению с известным устройством, вычисления функции е . Кроме того, в предлагаемом устройстве точность Bbmie, а диапазон изменения аргумента тире, чем в известном устройстве, при вычислении функции In(1+8) в 1,57 и 1,16 раз соответственно за счет более высокого качества аппроксимации.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения функций, содержащее с первого по пятый преобразователи код - частота, первый и второй реверС1-шные счетчшси первый и второй элементы И, первый элемент ИЛИ, причем первый вход первого элемента И соединен с выходом первого преобразователя код-частота, частотный вход которого подключен к входу первой опорной частоты устройства, второй вход первого элемента- И и первый вход второго элемента И .соединены с входом широтно-импульс- ного сигнала устройства, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом первого реверсивного , вычитающий вход реверсивного счетчика, первый вход первого элемента ИЛИ соединены с выходом второго преобразователя код - частота, частотный вход которого соединен с входом второй опорной частоты устройства, вход третьей опорной частоты которого соединен с частотным входом третьего преобразователя код- частота, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, частотный вход четвертого и пятого преобразователей код-частота соединены с входами четвертой опорной частоты устройства, выход второго реверсивного счетчика соединен с выходом функции устройства и кодовым входом пятого преобразователя код - частота, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возмоясности дополнительного вычисления экспоненциальной функции, в него введены сум матор-вычитатель с первого по четвер тый умножители, третий и четвертью элементы И и второй элемент. . ИЛИ, причем первый и второй информационные входы сумматора-вычитателя подключены соответственно к входу кода

Редактор В.Бугренкова

Составитель А.Зорин Техред А.Кравчук

Заказ 6291/48 Тираж 671Подписное

БНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

61549 6

масштаба устройства и выходу первого реверсивного счетчика, подключенного к входу первого сомножителя первого умножителя, выход сут-матора-вычита- 5 теля подкгаочен к входу первого сомножителя второго умножителя, вход второго сомножителя которого соединен с входом задания кода первого коэф- фициента функции устройства, выход W второго умножителя соединен с кодовым входом четвертого преобразователя код - частота, второй вход первого умножителя соединен с входом задания кода второго коэффициента функ- 15 ции устройства, вькод первого умножителя соединен с кодовым входом второго преобразователя код-частота, первые входы третьего и четвертого ;5.™|нолсителей соединены с входом мас- 20 штаба устройства, второй вход третьего умножителя соединен с входом задания -кода третьего коэффициента фушсции устройства, выход третьего умножителя соединен с кодовым входом 2 третьего преобразователя код - частота, второй вход четвертого у1-1ножите- ля соединен с входом задания кода четвертого коэффициента функции устройства, выход четвертого умножителя под30

ключен к кодовому входу четвертого

преобразователя код - частота, выход пятого преобразователя код - частота соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с

вычитающим входом второго реверсивного счетчика, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого объединен с первьС входом четвертого

элемента И и подключен к выходу первого элемента И, выход четвертого элемента И подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента И является инверсным и объединен с вторым входом четвертого элемента И, управляющим входом сумматора-вычитателя и подключен к входу управления режимом устройства,

Корректор М.Максимишинец

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах предварительной обработки информации. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции. Устройство содержит пять преобразователей 1-5 код - частота, два реверсивных счетчика 6, 7, четыре умножителя 19-22, сумматор-вычитатель 18, четыре элемента 8, 9, 23, 24 И и два элемента ИШ 10, 25. Поставленная цель достигается за счет более высокого качества аппроксимации. Кроме того, в данном устройстве точность выше в 1,57 раза, а диапазон изменения аргумента шире в 1,16 раза, чем в прототипе. 1 ил. ю СлЭ СП 4