Функциональный преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G06F7/552 

и

у i.

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах для вычисления функции от К аргументов, представленных одновременно начинающимися временными интервалами. Функциональный преобразователь содержит генератор 1 образцовой частоты, элемент И 2, первый 3 и второй 4 умножители частоты на код, счетчик 5 и преобразователь временного интервала в двоичный код 6. Выход генератора 1 образцовой частоты подключен к первому входу элемента И 2, выход которого соединен со счетным входом счетчика 5 и тактовым входом первого умножителя 3 частоты на код, управляющие входы которого подключены к выходам счетчика 5, вход сбросе которого соединен с вторым входом элемента И 2 и первым выходом преобразователя временного интервала в двоичный код 6, входы которого подключены к информационным входам функционального преобразователя, а остальные выходы соединены с управляющими входами второго умножителя 4 частоты на код, тактовый вход которого подключен к выходу второго умножит.еля 3 частоты на код, а выход соединен с выходом функционального преобразователя. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет воспроизведения функций от К аргументов. 1 ил.

ER

V V V V

4

V V V

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах для вычислений функции от К аргументов, пред- ставленных одновременно начинающимися временными интервалами.

Известно устройство, в состав которого входят n-разрядный двоичный счетчик, (п- гп)-разрядный накапливающий сумматор и одновибратор.

Недостатком данного устройства является то, что оно может воспроизводить квад- ратичную функцию только одного аргумента.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является техническое решение, содержащее генератор образцовой частоты, элемент И, счетчик, умножитель частоты на код, делитель частоты на два, коммутатор и блок управления, два информационных входа которого соединены с информационными входами функционального преобразователя, управляющий вход подключен к входу выбо- ра режима функционального преобразователя, первый выход соединен с входом сброса счетчика, а второй выход блока управления подключен к входу элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, а выход подключен к счетному входу счетчика и входу первого сомножителя умножителя частоты на код, входы второго сомножителя которого соединены с выходами счетчика, а выход подключен к первому информационному входу коммутатора и входу делителя частоты на два, выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора, управляющий вход которого подклю- чен к третьему выходу блока управления, а выход соединен с выходом функционального преобразователя.

Известное устройство может воспроизводить квадратичные функции от двух аргу- ментов, представленных одновременно начинающимися временными интервалами.

Недостатком известного устройства является невозможность обработки большего числа входных сигналов.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет возможности воспроизведения функций от К аргументов.

В функциональный преобразователь, содержащий первый умножитель частоты на код, счетчик, элемент И и генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика и входу первого сомножителя первого умножителя частоты на код, входы второго сомножителя которого соединены с выходами счетчика, дополнительно введены второй умножитель частоты на код и преобразователь временного интервала в двоичный код, входы которого подключены к информационным входам функционального преобразователя, первый выход - с вторым входом элемента И и входом сброса счетчика, а остальные выходы подключены к входам первого сомножителя второго умножителя частоты на код, вход второго сомножителя которого соединен с выходом первого умножителя частоты на код, а выход - к выходу функционального преобразователя.

Сущность изобретения заключается в том, что введение в состав устройства второго умножителя частоты на код, преобразователя временного интервала в двоичный код и установление новых связей позволяет модулировать число-импульсный поток на выходе первого умножителя частоты на код Вследствие этого число-импульсный поток на выходе функционального преобразователя, т.е. на выходе второго умножителя частоты на код, воспроизводит функциональные зависимости от К аргументов, представленных одновременно начинающимися временными интервалами.

Предлагаемое устройство отличается от известного наличием новых элементов: второго умножителя частоты на код и преобразователя временного интервала в двоичный код с их связями между собой, а также с первым умножителем частоты на код, счетчиком и элементов И.

На чертеже приведена структурная схема функционального преобразователя.

В состав преобразователя входят генератор 1 образцовой частоты, элемент И 2, первый 3 и второй 4 умножители частоты на код, счетчик 5 и преобразователь 6 временного интервала в двоичный код.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

При отсутствии сигналов на входах преобразователя 6 на его первом выходе присутствует уровень логического О, который удерживает счетчик 5 в нулевом состоянии и закрывает элемент И 2. При подаче сигнала хотя бы на один из входов функционального преобразователя на первом выходе преобразователя 6 появляется уровень логической 1. Элемент И 2 открывается и счетчик 5 начинает подсчет импульсов, поступающих с выхода генератора 1 образцовой частоты.

Если в качестве умножителя 3 частоты использовать интегратор с параллельным или последовательным переносом, то приращение количества его выходных импульсов определяется уравнением

dV

dx

где dx - приращения количества импульсов на входе умножителя 3;

х - текущее значение числа в счетчике 5;

m - количество двоичных разрядов счетчика 5 и умножителя 3.

Умножитель 4 частоты на код по принципу построения идентичен умножителю 3 и его работа описывается уравнением

,(2)

где df- приращение количества импульсов на выходе функционального преобразователя;

z - число, поданное с выхода преобразователя 6 на управляющие входы умножителя 4;

р - количество двоичных разрядов умножителя 4 и количество выходов преобразователя 6, подключенных к управляющим входам умножителя 4.

Из уравнения (1) и (2) следует, что

.(3)

Пусть на входы функционального преобразователя одновременно поданы импульсные сигналы, длительности которых

равны ti,t2,tatk, где к- количество входов

преобразователя. Не нарушая общности рассуждений, можно считать, что

t1 t2 st3... tK(4)

Импульсный сигнал длительностью ti, как и любой другой, может быть подан на произвольно выбранный вход функционального преобразователя, т.е. порядок подачи сигналов на входы преобразователя 6 не имеет значения.

Преобразователь 6, в качестве которого может быть использовано постоянное запоминающее устройство, преобразовывает количество сигналов, одновременно присутствующих на его входах, в двоичный код z. Пример работы преобразователя 6 при k 5 и р 3 приведен в таблице.

Обозначим через Ni,N2,N3Nk количества импульсов, прошедших через элемент И 2 за интервалы времени ti,t2,t3tk, соответственно.

Количество импульсов FI, прошедших на выход функционального преобразователя за время м, определяют, проинтегрировав уравнение (3):

Ydf Л

о2т+Р о

d х;

FI И.

(5) (6)

п т + р + 1

Количество импульсов F2.1, прошедших на выход функционального преобразователя за время t2-ii, равно

10

(«),

Fl Nl

(7)

где F2 - количество импульсов, прошедших на выход преобразователя за время t2. В более общей Форме можно записать

5

ч:-.1

di

K-Ut

N,

1 Г , К-1-Й , о 1 ,

Н - Г Г-м:-,1.

(s;

К-| +

гм

где i 1,2k;

Fj-1 и FJ - количество импульсов, про0 шедших на выход преобразователя за временные интервалы ti-1 и ti соответственно;

Fij-i - количество импульсов, прошедших на выход преобразователя за время tj-ti-i, где Fi,o FI, a Fo 0 и No 0.

5 Общее количество импульсов, прошедших на выход функционального преобразователя за время tk, т.е. за время, равное наибольшему из временных интервалов, можно определить следующим образом:

0F Fi + F2,i + F3,2+...+Fk.k-i(9;

Подставив в уравнение (9) выражение (8), получают

F

(Ю)

F

.«)(|фк)

(N5..,i

N +N2 + ... +N Л. (11)

2 т + р -Н

Величины NJ и ti (,2k) связаны между собой уравнением

Ni f0-ti,(12)

где fo - частота повторения импульсов генератора 1 образцовой частоты.

Из (11) и (12) получают

t +t2+t§+.. +til. (13)

m +p + 1

Пусть на S входов функционального преобразователя подан сигнал длительно- стью ti, а на V его входов - сигнал длительностью t2. Тогда, используя выражения (8) и (9), получают

Р Т , ( j

(14)

F9m+p + i V NUS-N (15)

или с учетом (12)

F°2m+p+lIV- +S- - (16)

Если на S входов функционального преобразователя подан сигнал длительностью ti, а на остальные его входы - уровень логического О, то из уравнений (8), (9) и (12) получают

F

Q f 2

ОТо

л.

(17)

г) m + р + 1

Таким образом, как следует из уравнения (13) предлагаемый функциональный преобразователь воспроизводит функцию от k аргументов, представленных одновременно начинающимися временными интервалами, за счет чего расширяются его функциональные возможности, Частные уравнения (15) и (17) показывают, что предлагаемый преобразователь может реализовать весь набор функций, которые реализует известное устройство. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий первый умножитель частоты на

код, счетчик, элемент И и генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчикам вхо5 ду первого сомножителя первого умножителя частоты на код, входы второго сомножителя которого соединены с выходами счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых за10 дач путем обеспечения возможности воспроизведения функции от К аргументов, в него введены второй умножитель частоты на код и преобразователь временного интервала в двоичный код, входы которого под15 ключены к информационным входам функционального преобразователя, первый выход соединен с вторым входом элемента И и входом сброса счетчика, а остальные выходы подключены к входам первого со20 множителя второго умножителя частоты на код, вход второго сомножителя которого соединен с выходом первого умножителя частоты на код, а выход подключен к выходу функционального преобразователя.