Устройство для воспроизведения функций Советский патент 1990 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных системах, а также измерительных уст- ройствах и устройствах автоматики.

Цель изобретения - расширение области применения за счет воспроизведения детерминированных функций времени о

На фиг01 дана блок-схема устройства для воспроизведения функций; на фиг.2 - схема блока начальной установки данных; на фиг.З - схема блока синхронизации.

Устройство для воспроизведения функций содержит (фиг.1) аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 1, блок 2 оперативной памяти (оперативное запоминающее устройство ОЗУ), ре- гистр 3, выходной цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, первый, второй и третий мультиплексоры 5,6 и 7, счетчик 8, блок 9 сравнения кодов триггер 10, первый и второй элемен- ты И 11 и 12, блок 13 синхронизации, вход 14 случайных функций времени, блок 15 начальной установки данных, входы 16, 17 запуска и останова устройства, четвертый и пятый мультиплесоры 18 и 19, первый и второй формирователи 20 и 21 импульсов, первый . и второй одновибраторы (ждущие мультивибраторы) 22 и 23, третий формирователь 24 импульсов, с первого по четвертый элементы НЕ 25-28, элемент И-НЕ 29 о Блок 13 синхронизации имеет первый и второй выходы 30 и 31. Блок 15 начальной установки данных имеет

5

5

0

Q , 5

выходы 32 кода значений функции, выходы 33 кода адреса, выходы 34 Кода задержки функции, выход 35 сигнала установки режима работы устройства и выход 36 сигнала записи.

Блок 15 начальной установки данных (фиг.2) может быть выполнен на тумблерном регистре 37 формирования данных, тумблерном регистре 38 формирования адреса, тумблерном регистре 39 формирования кода задержки,, генераторе 40 сигнала установки режима и генераторе 41 сигнала записи в ОЗУ. Блок 13 синхронизации может быть выполнен на генераторе 42 тактовых импульсов, трех триггерах 43, 44 и 45 и элементе И 46.

Основой работы устройства является считывание кодов отсчетов воспроизводимой функции времени из последовательных ячеек памяти ОЗУ 2 и подача этих кодов на вход ЦАП 4 через регистр 3„ На выходе ЦАП 4 (а значит, и на выходе устройства в целом) при этом будет формироваться воспроизводимая функция времени в виде аналогового сигнала. Особенность воспроизведения задержанных функций заключается в том, что коды отсчетов воспроизводимой случайной функции времени (подаваемой на вход 14 устройства) формируются на информационных выходах АЦП 1 и заносятся в последовательные ячейки памяти ОЗУ 2, начиная с нулевой, в процессе работы устройства, а воспроизведение ( детерминированных функций - в том, что коды отсчетов воспроизводимой детерминированной функции заранее

рассчитываются и заносятся в последовательные ячейки памяти ОЗУ 2„ Рассмотрим подробнее принцип действия устройства при воспроизведении случайной функции, что создается установкой сигнала а 1 на выходе 35 блока 150 При этом устройство может функционировать в двух режимах: ПОДГОТОВКА и ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ.

Режим ПОДГОТОВКА создается установкой сигнала п 0 на выходе 31 блока 13 синхронизации. При таких значениях сигналов а и п на выходах формирователей 21 и 24 импульсов фор мируются единичные сигналы, что позволяет обнулить счетчик 8. На выходе формирователя 20 импульсов формируется единичный сигнал, что позволяет сбросить триггер 10 (через четвертый элемент НЕ 28), а также соединить информационные выходы АЦП 1 через вторую группу информационных входов мультиплексора 6 с информационными входами регистра 3. Выход окончания циклов АЦП 1 через третий элемент НЕ 27 и второй информационный вход мультиплексора 5 соединен с входом записи регистра 3, Импульсы с выхода 30 блока 13 поступают на вход синхронизации АЦП 1, инициируя каждый раз очередной цикл преобразования входного аналогового сигнала, который поступает на вход 14 устройства, в цифровой код. Появление этого кода на информационных выходах АЦП 1 совпадает со срезом синхроимпульса, который появляется на его выходе окончания цикла .По фронту проинвертированных выходных синхроимпульсов АЦП 1 происходит запись цифрового кода на информационных выходах АЦП 1 в регистр 30 Режим ПОДГОТОВКА при реализации случайной задержанной функции необходим для автоматического формирования в регистре 3 кода отсчета начального значения задерживаемой функции, которым является код последнего перед началом режима ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ отсчета, сформированного с помощью АЦП 1.

Задержанная функция на выходе уст- ройства формируется в режиме ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ. Начало этого режима совпадает с переходом сигнала на выходе .31 блока 13 из О в 1. При этом: на выходе второго элемента И 12 появляются тактовые импульсы с вы- . хода 30 блока 13, которые поступают

0

5

на второй вход первого элемента И 11; сигнал на выходе формирователя 20 переходит из 1 в О (информационные входы регистра 3 через первую группу информационных входов мультиплексора 6 подключаются к выходам ОЗУ 2), сигнал на выходе формирователя 21 остается равным 1, а сигнал на выходе формирователя 24 переходит из 1 в О, что переводит счетчик 8 в счетный режим. Импульсы с выхода 30 блока 13 продолжают пос- тупать на вход синхронизации АЦП 1, что вызывает запуск АЦП 1 и преобразование входного аналогового сигнала (поступающего на вход 14 устройства) в соответствующий цифровой код, который формируется на информационных выходах АЦП 1. Нулевое значение сигнала на выходе окончания цикла АЦП 1 свидетельствует о готовности выходных данных АЦП 1, которые записываются в ОЗУ 2 в течение длительности выходного синхроимпульса АЦП 1. Эти синхроимпульсы проходят на вход управления ОЗУ 2 через второй информационный вход четвертого мультиплексора 18. По окончаний выход- о ного синхроимпульса АЦП 1 одновиб- ратор 22 формирует импульс, который увеличивает содержимое счетчика 8 на единицу, что обеспечивает запись отсчетов входной функции по последовательным ячейкам памяти ОЗУ 2. Выходные синхроимпульсы АЦП 1 поступают на вход одновибратора 22 через второй информационный вход пятого мультиплексора 19. В процессе увеличения содержимого счетчика 8 обязательно наступит момент, когда выходной коД счетчика сравняется с кодом Nunp. который установлен на выходе 34 кода задержки блока 15. Это выражается в переходе выходного сигнала блока 9 сравнения кодов из 1 в О. В следующий момент времени очередной сигнал инкремента счетчика 8 переводит выходной сигнал блока 9 сравнения кодов в прежнее (единичное) значение (перед этим произошла запись очередного отсчета входной функции в ячейку памяти ОЗУ 2)о В момент перехода сигнала на выходе блока 9 сравнения кодов из О в 1 второй одновибратор 23 формирует узкий импульс, который i устанавливает триггер 10 в единичное состояние, что разблокирует первый

5

0

5

0

7

элемент И 11, а счетчик 8 сбрасыва- ет в О, Сигнал сброса счетчика 8 вырабатывается формирователем 24, Теперь циклу записи в очередную ячейку памяти ОЗУ 2 отсчета входной функции предшествует цикл считывания содержимого этой ячейки в регистр 3 (при этом на выходе устройсва формируется задержанная входная случайная функция времени). Запись в регистр 3 становится возможной потому, что тактовые импульсы, которые формируются на выходе второго элемента И .12, начинают проходить через разблокированный первый элемент И 11 и первый информационный вход мультиплексора 5 на вход запис регистра 3, что позволяет считывать отсчеты входной функции из последовательных ячеек памяти ОЗУ 2, начиная с нулевой После считывания и записи из ячейки памяти ОЗУ 2 с номером (равным коду задержки) на выходе второго одновибратора 23 формируется узкий импульс единичного значения, который обнуляет счетчик 8. После этого процесс считывания (записи) из последовательных ячеек памяти ОЗУ 2 (в последовательные ячейки памяти ОЗУ 2) продолжается с нулевой ячейки. Формирование задержанной входной функции на выходе устройства продолжается до прихода узкого импульса нулевого значения на вход 17 устройства.

Устройство реализует детерминированную функцию при а 0 (на выходе 35 блока 15). Режим ПОДГОТОВКА при реализации этой функции необходим для загрузки в ОЗУ 2 отсчетов воспроизводимой детерминированной функции времени и создается установка сигнала п 0 на выходе 31 блока 13 о При таких значениях сигналов а и п на выходе формирователя 20 формируется нулевой сигнал, что позволяет соединить выходы ОЗУ с информационными входами регистра (через первую группу информационных входов мультиплексора 6)j на выхода формирователей 21 и 24 формируются нулевые сигналы, что переводит счетчик 8 в режим приема информации с .информационных входов. Это позволяе транслировать коды адреса, которые формируются в блоке 15 на выходе 33 кода адреса, на адресные входы ОЗУ Информационные входы ОЗУ 2 через

8

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

первую группу информационных входов мультиплексора 7 соединены с выходом 32 кодов функций блока 15, а - управляющий вход ОЗУ 2 через разблокированный элемент И-НЕ 29 соединен с выходом 36 сигнала записи блока 15 о Триггер 10 устанавливается в .1 и своим выходным сигналом разблокирует первый элемент И 11.

Загрузка ОЗУ 2 осуществляется следующим образом. Код адреса формируется с помощью тумблерного регистра 38 формирования адреса блока 15 и подается на выход 33 блока 15. Код отсчета воспроизводимой функции формируется с помощью тумблерного регистра 37 формирования данных и подается на выход 32 блока 15. Запись отсчета воспроизводимой функции в ОЗУ 2 осуществляется сигналом с выхода 36, который формируется с помощью генератора 41 сигнала записи блока 15с Загрузка ОЗУ 2 заканчивается обнулением счетчика 8.

Формирование воспроизводимой функции времени происходит я режиме ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ. Этот режим создается при переходе сигнала п из О в 1. Особенностью сигнала является то, что этот переход синхронизирован (практически синфазен) с передним фронтом очередного тактового импульса генератора 42 блока 13. При этом тактовые импульсы с выхода 30 блока 13 синхронизации через второй элемент И 12, первый элемент И 11 и первый информационный вход мультиплексора 5 проходят на вход записи регистра 3, При этом фронты этих импульсов определяют моменты времени считывания очередного кода отсчета воспроизводимой функции из ОЗУ 2 в регистр 3, а срезы - моменты времени инкрементирования счетчика 8, Инкре- ментирование счетчика 8 возможно потому, что при переходе сигнала п из О в 1, сигнал на выходе формирователя 21 переходит из О в 1, что переводит счетчик 8 в счетный режим Сигналы инкрементирования формируются элементом НЕ 26 и одно- вибратором 22. Формирование сложной функции на выходе устройства продолжается до прихода узкого импульса нулевого значения на вход 17 устройства

В соответствии с приведенным выше описанием принципа действия устройства первый, второй и третий формирователи 20, 21 и 24 должны функционировать в соответствии с табл.1 и 2 переходов соответственно-.

Таблица 1

ПИ

Вых.

Таблица 2

п Чпч Вых.1 I Вых.2

Таким образом, рассмотренное устройство позволяет формировать задержанные функции времени с известными начальными значениями, задержанные функции времени с заранее неизвестными начальными значениями, а также сложные детерминированные функции времени,что позволяет расширить область применения устройства.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения функций, содержащее аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом к входу случайных функций времени устройства, а входом синхронизации - к первому выходу блока синхронизации, соединенного первым и вторым входами с входами запуска и останова устройства, а вторым выходом - с управляющим входом первого мультиплексора, подключенного первым информационным входом к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом триггера, при этом выход пер10

15

6107510

вого мультиплексора подключен к входу управления записью регистра, соединенного выходом разрядов с цифровым информационным входом выходного

5 цифроаналогового преобразователя,а информационными входами - с выходами второго мультиплексора,подключенного первой группой информационных входов к выходам разрядов блока оперативной памяти, адресные входы которого подключены к выходам разрядов счетчика и первой группе входов блока сравнения кодов, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за чет воспроизведения детерминированных функций времени, в него введены третий, четвертый и пятый

20 мультиплексоры, второй элемент И, элемент И-НЕ, четыре элемента НЕ, два одновибратора, три формирователя импульсов и блок начальной установки данных, соединенный соответст25 венно выходами кода значений функции с первой группой информационных входов третьего мультиплексора, выходами кода адреса - с установочными входами счетчика, выходами кода задержки

,Q функции - с второй группой входов блока сравнения кодов, выходом сигнала установки режима работы - с управляющими входами третьего, четвервходом

35

того и пятого мультиплексоров, установки в 1 триггера и первыми

40

входами первого, второго и третьего формирователей импульсов, а выходом сигнала записи - с первым входом элемента И-НЕ, подключенного выходом к первому информационному входу четвертого мультиплексора, а вторым входом - к выходу первого элемента НЕ, вход которого соединен с вторым

выходом блока синхронизации, вторыми 45 входами первого, второго и третьего формирователей импульсов и первым входом второго элемента И, подключенного вторым входом к первому выходу блока синхронизации, а выходом - к 50 второму входу первого элемента И и входу второго элемента НЕ, выход которого соединен с первым информационным входом пятого мультиплексора, подключенного вторым информационным входом к выходу сигнала окончания цикла преобразования аналого-цифрового преобразователя, второму информационному входу четвертого мультиплексора и входу третьего.;

55

И15

элемента НЕ, а. выход пятого мульти- - плексора подключен к входу первого одновибратора, соединенного выходом со счетным входом счетчика, подключенного входом управления установкой кода и вводом сброса к выходам второго и третьего формирователей импульсов соответственно, третий вход третьего формирователя импульсов соединен с входом синхоонизации триггера и выходом второго одновибратора, подключенного входом к выходу блока сравнения кодов, группа выходов аналого-цифрового преобразователя соединена с вторыми группами информационных входов второго и третьего

512

мультиплексоров, второй мультиплексор подключен управляющим входом к выходу первого формирователя импульсов и входу четвертого элемента НЕ, соединенного выходом с входом сброса триггера, выход третьего элемента НЕ подключен к второму информационному входу первого мультиплексора, выход третьего мультиплексора соединен с информационным входом .блока оперативной памяти, вход управления чтением и записью которого подключен к выходу четвертого мультиплексора, а информационный вход триггера соединен с шиной 1 устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет воспроизведения детермированных функций времени. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 оперативной памяти, регистр 3, цифро-аналоговый преобразователь 4, пять мультиплексоров 5,6,7,18 и 19, счетчик 8, блок 9 сравнения кодов, триггер 10, два элемента И 11 и 12, блок 13 синхронизации, блок 15 начальной установки данных, три формирователя 20,21 и 24 импульсов, два одновибратора 22 и 23, четыре элемента НЕ 25,26,27 и 28 и элемент И-НЕ 29. Принцип действия устройства основан на считывании кодов отсчетов воспроизводимой функции из последовательных ячеек памяти блока 2 и подачи этих кодов на цифро-аналоговый преобразователь 4 через регистр 3. В режиме воспроизведения задержанных функций случайная функция времени с входа 14 в процессе работы поступает на аналого-цифровой преобразователь 1, последовательность выходных кодов которого заносится в ячейки памяти блока 2, а считывание из соответствующих ячеек производится с задержкой, определяемой кодом блока 15 начальной установки. В режиме воспроизведения детерминированных функций времени расчетные значения этих функций заносятся из блока 15 в ячейки памяти на этапе подготовки. Воспроизведение как случайных, так и детерминированных функций времени позволяет расширить область применения устройства. 3 ил., 2 табл.

L

Фаг. 2

Pus.J