Аналого-цифровое вычислительное устройство Советский патент 1988 года по МПК G06G7/20 

iif

i to

ел

-vj

Is5

сд

N)

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение области применения эа счет возведения в дробную степень дополнительного аргумента. Вычислительное устройство содержит элемент задержки 2, счетчик 3, запоминающее устройство 4, цифроаналого- вые преобразователи 5 и 10, распределитель импульсов 6, мультиплексоры 7, 8 и 13, аналого-цифровой преобразователь 9, масштабные резисторы 11 и 12, интегрирующий конденсатор 14 и операционный усилитель 15. Использование нелинейной развертки широтно- импульсного сигнала дополнительного аргумента позволяет обеспечить вычисг ление выражений вида у , где X основной и дополнительный аргументы устройства, что расширяет область применения устройства, например, для непосредственного вычисления кажущейся электропроводности сред и материалов, исследуемых импульсными электромагнитными методами. 4 ил. о. б (Л

Фи2. /

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в информационно- измерительных системах, предназначен- ных для отбора и обработки информации., содержащейся в импульсных сигналах, в частности в системах обработки геофизической информации при импульсной геоэлектроразведке, и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св. № 1361584.

Целью изобретения является расширение области применения за счет возведения в дробную степень допопнитель ного аргумента.

На фиг. 1 представлена функциональ ная схема вычислительного устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы импульсов напряжения,, поясняющие работу устройства, на фиг, А - распределитель импульсов.

Аналого-цифровое вычислительное устройство содержит информационный вход 1 основного аргумента, элемент 2 задержки, счетчик 3, запоминающий бло 4, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, распределитель 6 импульсов, первый и второй мультиплексоры 7 и 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, второй цифроана- логов№1 преобразователь (ДАЛ) 10, первый и второй масштабные резисторы 11 и 12, третий мультиплексор 13, интегрирующий ко1щенсатор 14, операционный усилитель 15, шину 16 нулевого потенциала, клемму- 17 - широтно-им- пульсный вход дополнительных аргументов J вход 18 опорного напряжения, выход 19 устройства, выход 20 тактовых импульсов распределителя импульсов, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 выходы.

Один из вариантов структурной схемы распределителя 6 импульсов 6 (фиг, 4) состоит из делителя 25 частоты, позиционного счетчика 26, дифференцирующих элементов 27 и 28 и элемента ИЖ 29, генератора 30 тактовых импульсов.

Аналого-цифровое вычислительное устройство обеспечивает вычисление функции у tl- х, где х и Cj. - основной и дополнительный аргументы, и работает следующим образом,

Пусть на вход 16 устройства поступает непрерывное напряжение x(t), на вход 17 - импульсы, длительностью , (фиг„ 26). Генератор 1 вырабаты

з

. 0

5

0

5

0

5

0

вает последовательность прямоугольных импульсов, которая поступает на входы счетчика 3 и распределителя 6.

В исходном состоянии счетчик обнулен и заблокирован потенциалом логической 1, поступающим на его вход обнуления с клеммы 17. При появлении на входе 17 импульса « j. , т.е. потенциала логического О (фиг. 2б), снимается блокировка со счетчика 3 и на его выходе возникает линейно возрастающая числовая последовательность. В запоминающем устройстве (ЗУ) 4j записаны в порядке возрастания адресов числовые значения функции г , .В момент окончания импульса C l на выходе ЗУ образуется число, соответствующее значению z для за- .данного €г .

Положительным задним фронтом импульса на входе 17 это число переписывается во входной регистр ЦАП 5, после чего счетчик 3 обнуляется и блокируется по счетному входу до прихода следующего импульса на вход 17.

Записанное во входном регистре ЦАП

5число умножается на напряжение, поступающее на вход 16, и на первые входы мультиплексоров 7 и 8 поступает напряжение h(t) z.x(t).

Под действием импульсной последовательности, поступающей с выхода генератора 1 на вход распределителя 6, на первом, втором, третьем и четвертом выкодах последнего формируются импульсные последовательности (фиг.3, диаграммы б, в, г, д).

Под действием импульса (фиг. 36) с первого выхода 21 распределителя

6открываются первые каналы мультиплексоров 7 и 8. При этом напряжение h(t) подается на информационный вход АЦП 9 и на вход опорного напряжения ЦАП 10.

Первым импульсом (фиг. Зд), пос- тупаю1191м с четвертого выхода 24 распределителя 6 запускается АЦП 9 и напряжение h(t) преобразуется им в цифровой код. При этом на входе опорного напряжения АЦП 9 присутствует выходное напряжение вычислителя n(t). Б момент окончания преобразования на выходе АЦП 9 образуется число

.ч (t)

n,(t) --gftru(tr

где Кдцп - коэффициент преобразования

АЦП 9, которое записывается во входной регистр ПАП 10. Поскольку в это время на входе опорного напряжения ЦАП 10 присутствует напряжение h(t) с выхода с мультиплексора 8, то на выходе ЦАП 10 появляется напряжение.

Kj| ijj n Kuna

u(tr

h4t)

где Кщп коэффициент преобразования ЦАП 10.

Импульсом (фиг. Зв) с выхода 22 распределителя 6 открьгааются вторые 15 каналы мультиплексоров 7 и 8 и на вход АЦП 9 поступает напряжение , а на вход опорного напряжения ЦАП 10 - напряжение Е с шины 18 опорного напряжения. Напряжение преобразует-20 ся в число n,j(t) с помощью АЦП 9, запущенным вторым импульсом последовательности (фиг. Зд), причем

п (t) KAiia:Kt,.. .

n -Jтт /-

u4t)

в момент окончания преобразова ния на выходе АЦП 9 появляется импульс, поступающий на вход управления ЦАП 10. В результате на выходе ЦАП 10 образуется напряжение

п (KAu,n Kji n)). . Liukftn

U4t)

Под действием импульса (фиг. Зг) с третьего выхода 23 распределителя 6 открьтаются каналы мультиплексора 13 и на инвертирующий вход операционного усилителя 15 начинают по- ступать токи, пропорциональные напряжениям и,,.п и U(t). В итоге интегри

ЦАП

рующему конденсатору 14 за время Т действия импульса на входах мультиплексора 4 сообщается заряд

. Aq,uU, (t). Ц Тс, к..к.,

где R, и R - сопротивления масштаб- 50

ных резисторов 11 и 12, uU,(t) - изменение выходного напряжения.

На этом один цикл работы устройст-55 ва заканчивается.

Вторыми иг тульсами последовательностей (фиг. 3 б,в,г) цикл повторяет

ся и конденсатору 14 сообщается но- вьш заряд.00

Выходное напряжение и(t) (t)

изменяется до тех пор, пока uU;(t)0, В установившемся режиме &U; (t)0, следовательно,

.. U(t)

R, R

Подставляя в последнее равенство

и

цдп его значение и преобразуя, получим

U(t) К ),

5 0

5

О

5

5

0

5

где К, л1Е (К.,,„К

,Rj.

.. )2-i - масштаб- АЦП R

2 ный .

эффициент вычисления

Предлагаемое устройство в случае выборки из ЗУ 4 указанной функциональной зависимости может быть использовано для непосредственного вычисления кажущейся электропроводности срез и материалов, исследуемых импульсны-- ми электромагнитными методами, что расширяет область применения устройства.

Формула изобретения

I Аналого-цифровое вычислительное

устройство по авт. св. № 1361584, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет возведения в дробную степень дополнительного аргумента, в него введены элементы задержки, счетчик, запоминаюш 1й блок и второй цифроана- логовый преобразователь, подключенный выходом к первым информационным входам первого и второго мультиплексоров, входом опорного напряжения - к информационному входу основного аргумента устройства, цифровым входом - к выходу запоминающего блока, а входом разрешения записи - к широт- но-импульсному входу задания дополнительного аргумента устройства и входу элемента задержки, выход которого соединен с входом обнуления счетчика, подключенного счетным входом к выходу тактовых импульсов распределителя импульсов, а выходом - к адресному входу запоминающего блока.

.2