Многофункциональный преобразователь Советский патент 1976 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к вышслнтельной техники и может быть использовано в специализированных вычислителях широкого применения. Известны функциональные преобраэрватели, выполненные на операционных усилителях с цифровыми управляемыми сопротивлениями во входной цепи и цепи обратной связи С1 Недостатками этих Преобразователей являются невысокая точность :воспроизвепения функций и невозможность получения одновременно нескольких функций. Шиболее близким по технической сущности к изобретению является многофункциональньш преобразователь, содержащий счетчик, счетньш вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, а управляющий вход - с выходом схемь сравнения, первый вход которой соединен с входом преобразователя, а второй - с выходом первого коммутатора, первая группа входов которого соединена с выходами блока делителей напряжения, ;входьь которого через второй коммутатор соединены с информационными выходами счетчнка, а управляющие входы первого и второго коммутаторов соединены с управляющим входом преобразователя (2. Недостатками этого преобразователя являются узкий класс решаемых задач, так как нельзя получить одновременно несколько функций одного и того же аргумента (использование такой структуры для реализации нескольких функций одного аргумента потребу.ет ее многократного повторе1шя) и невозможность подачи на вход схемы аргумента, заданного в аналоговой форме, так как кодовые входы схемы определяются наличием .дискретного (цифрового) регистра, а перестройка схемы с использованием аналоговых входов потребует ее существенного усложнения за счет дополнительного введения преобразователей аналог-код. ; .Для расширеня класса рещаемых задач в предлагаемый преобразователь введен блок решающих усилителей, входы кязторого соединены соответственно с выходами блока делителей напряжения, входом преобразователя и 1линой опорного сигнала, а выходы блока решающих усилителей соединены со второй гругтой входов первого коммутатора. На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого преобразователя; на фиг. 2 - схема одной из его частных реализаций. Преобразователь (см.фиг. ) содержит реверсивный счетчик 1, соединенный ,ями с гснерзтором 2 тактовых импульсов и схемой 3 сравнения, один из входов которой соединен с коммутатором 4. Входы коммутатора 4 соединены через блок 5 решающих усилителей с блоком 6 делителей напряжения, входы которого подключены к выходу коммутатора 7. В преобразователе, представелнном на фиг. 2, блоки 5 IJ 6 содержат цифроаналоговые делители 8 напряжения (например, сетки R - 2 R), развязывающие и инвертирующие усилители 9 и суммирующие усилители 10. На входы преобразователя (см. фиг. 1) подаются входное преобразуемое напряжение UBX напряжение управления коммутатором 7 и напряжение управления иу„р2коммзт:атором 4. Коммутатор 7 соединяет прямые и инверсивные выходы реверсивного счетчика 1 с управляющими входами делителей блока 6. Коммутатор 4 осуществляет соединение одного из выходов блока 6 или блока 5 с одьшм из входов схемы 3 сравнения. Таким образом, по сигналам Ui/npi и Uijnpa осуществляется настройка преобразователя на реализацию заданной группы математических зависимостей. После заверщения переходных процессов в коммутаторах 4 и 7 преобразователь работает как нелинейный цифроаналоговьш следящий преобразователь. На примере реализации функций вида y-Sinx, , y arcsit7X, У агссоз v, УМ-orcsinx и /---{-ore COS X преобразователь (см. фиг. 2) работает следующим образом. Последовательньш блок 6 линейных цифроаналоговых делителей напряжения состоит из пяти линейных дифроаналоговых делителей и включенных на их выходе ддя развязки взаимного влияния пяти инвертирующих усилителей. На кодовые входы цифроаналоговых делителей блока 6 синхронно подается в зависимости от состояния коммутатора 7 либо прямой (N), либо обратный (N) код реверсивного счетчика 1. Состояние коммутатора 7 определяется поданными на него извне управляющими сигналами Uynpi . На первьш цифроаналоговьш делитель блока 6 подается единичное опорное напряжение ЕОП Напряжение с выхода первого цифроаналогового делителя блока 6 через инвертирующий усилитель 9 поступает на коммутатор 4 аналоговых сигналов, а сигнал с выхода коммутатора 4 поступает на один из входов схемы 3 сравнения, на другой вход которой поступает входное напряжение Ugx U. Поскольку схема 3 сравнения обрабатьтает равенство , а Ui 2n 1, , Таким образом a,Li, . ; i, a, а,-aj-N/2 где и - и - напряжения на выходах IT V цифроаналоговых делителей напряжения, соответственно. Блок решающих усилителей содержит два сумирующих 10 и два инвертирующих 9 усилителя. Выходы суммирующих усилителей являются выходами преобразователя и соединены со входами коммутатора 4 аналоговых сигналов. На один из суммирующих усилителей подается единичньш сигнал, а на другой - входной сигнал U, другие входы суммирующих усилителей подаются соответствующие сигналы с цепочки цифроаналоговых делителей напряжения. Выбирая коэффициент передачи соответствующих суммирующих усилителей 10 за счет входных сопротивлений в обратной связи, на выходе одного суммирующего усилителя получают сумму -Lil/2- -iL /24 COSU, а на выходе другого суммирующего усилителя и -и//б Ц /У20 51ПЦ. При вычислении обратных тригонометрических функций i} arcsLn)iH y°arccosx преобразователь работает аналогично. При зтом по сигналу внешнего управления коммутатор 4 аналоговых сигналов коммутирует на вход схемы сравнения напряжение либо с выхода первого суммирующего усилителя в первом случае, либо с выхода второго суммирующего усилителя во втором случае. Поскольку реверсивный счетчик 1 отрабатьшает равенство выходной код счетчика после интегрирования имеет вид« в первом случае 1 °- во втором случае N г arccos Кроме того, при состоянии коммутатора 7, когда на вход цепочки линейных цифроаналоговых делителей поступает обратный код реверсивного счетчика 1, прямой код счетчика имеет вид в первом случае -а,гсзип-5 - , UMAIC.C N,.l arftcos во втором случае Конструкция предлагаемого многофункционального преобразователя позволяет реализовать его в интегральном исполнении. Значительное расширение функциональных возможностей и возможность интегрального исполнения преобразователя позволяет использовать его в специализированных вычислителях щирокого применения.

Формула изобретения

Многофункциональньш преобразователь, содержащий счетчик, счетньш вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, а управляющий вход - с выходом схемы сравнения, первьш вход которой соединен с входом преобразователя, а второй - с выходом первого коммутатора, первая гр)шпа входов которого соединена с выходами блока делителей напряжения, входы которого через второй коммутатор соединены с информационными выходами счетчика, а управляющие входы первого и второго коммутаторов соединены с управляющим входом преобразователя, отличающийся тем, что, с делью распшрения класса рещаемых

задач, в него введен блок решающих усилителей, входы которого соединены соответственно с выходами блока делителей напряжения, входом преобразователя и щиной опорного сигнала, а выходы блока рещающих усилителей соединены со второй группой входов первого коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Смолов В. Б. Диодные функциональные преобразователи, изд. Энергия, стр. 123, рис. 6-8..

2.Смолов В. Б. и Фомичев В.С.Аналого-цифровые и цифроаналоговые нелинейные вычислительные устройства. Л., изд. Энергия, 1974, стр 141, рис. 6-1 (прототип).

%

ы

VL

ynpi

.Л

Фчг.1

faresin Ух preeat Ifx l-af-e&in Vx Jare cos Vx