Многоканальное аналого-импульсное вычислительное устройство Советский патент 1977 года по МПК G06G7/12 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть исиользовано, в частности, для оиеративной обработки аналого-импульсной информации в приборах ядерной физики.

Известно вычислительное устройство, которое содержит сумматоры, выходной формирователь и логические элементы 1J.

Недостатком этого устройства является сравнительно низкая точность- 2% в динамическом диапазоне 100:1, а также ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство, каждый канал которого содержит пороговый усилитель, вход которого является входом канала и соответствующим входом устройства, а выход соединен с одним входом логарифмирующего блока, другой вход которого подключен к выходу генератора опорного тока, и формирователь показателя степени, выход которого является выходом канала, выходы каналов соединены с соответствующими входами многовходового алгебраического сумматора, выход которого через последовательно соединенные антилогарифмирующий блок, другой вход которого подключен к выходу соответстзующего генератора онорного тока, и выходной формирователь, другой вход которого подключен к выходу гене2

ратора тока пьедестала, соединен с выходом устройства 2.

Однако это устройство имеет ограниченный диапазон входных и выходных сигналов, в котором обеснечи1заетсч требуемая гочность обработки.

С целью повыикния точности и расширения динамического диапазона в П})едлагасмом устройстве выход аптилогарисрмирующего блока соединен с дополнительным инвертирующим входом многовходового алгебраического cyAiMaTopa, а каждый канал содержит алгебраический сумматор, неннвертирующий вход которого подключен к выходу логарифмирующего блока, инвертирующий вход - к выходу порогового усилителя, а выход еоединен со входо.м формирователя иоказателя степени.

Блок-схема многоканального аналого-имиульсного вычислительного устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит /г-входных каналов, каждый из которых содержит пороговый усилитель 1, логарифмируюиип блок 2, генератор оиориого тока 3, алгебраический с}мматор 4 и формирователь иоказателя степенн 5, многовходовой алгебрапческий сумматор 6, антилогарифмирующий блок 7, генератор опорного тока 8, выходной формирователь 9 и генератор тока пьедестала 10.

Выход порогового усилителя 1 соединен с одним входом логарифмирующего блока 2, к другому входу которого подключен геператор опорного тока 3, и с инвертируюпдим входом алгебраического сумматора 4, неинвертирующий вход которого подключен к выходу логарифмирующего блока 2, а выход алгебраического сумматора 4 соединен со входом формирователя иоказателя степени 5, выход которого является выходом даииого входного канала. Выходы всех входных каналов подключены к многовходовому алгебраическому сумматору 6, выход которого в свою очередь, подключен к одному входу аптилогарифмирующего блока 7, другой вход которого соединен с генератором опорного тока 8. Выход антилогарпфмирующего блока 7 подключен к пеипвертирующему входу многовходового алгебраического сумматора 6 и к одному входу выходного формирователя 9, другой вход которого соедииен с генератором тока иьедестала 10.

Прн отсутствии входных сигналов генераторы опорных токов 3 н 8 обеспечивают начальный статический режим соответственно логарифмирующих 2 и антилогарифмирующего 7 блоков, задавая через них пебольщой ( 25-50 мкЛ) стабильный ток. При этом величина тока геиератора тока иьедестала равна пулю и выходной сигиал устройства равеи нулю.

Устройство работает следующим образом.

Входной имиульспый сигнал каждого канала проходит через пороговый усилитель 1, где уменьщается по амплитуде на величииу, равную току генератора опорного тока 3. 11ри этом на неинвертирующий вход алгебраического сумматора 4 постуиает выходной сигнал с логарифмирующего блока 2, алшлитзда которого является суммой двух составляющих: одна нронорциоиальиа натуральному логарифму отношения амплитуды входиого сигиала к величине тока генератора 3, а другая - амплитуде выходного тока порогового усилителя 1 из-за наличия у логарифмирующего блока 2 последовательного сопротивления Гб. Коэффициент передачи по инвертирующему входу сумматора 4 подбирается так, чтобы вторая составляющая полностью исключалась на его выходе, и такнм образом амнлитуда его выходного сигнала корректируется и определяется только первой составляющей. Коэффициент усиления или ослаблеиия этого сигнала иа формирователе показателя степеии 5 определяет величнну показателя степенн гПг по данному г-ому каналу. Выходные сигиалы формирователей 5 поступают на многовходовой алгебраический сумматор 6, иричем инвертирующий или иеинвертирующий характер его i-ro входа определяет знак показателя степени ±mi. Сигнал с сумматора 6 через антилогарифмирующий блок 7 ноступает на выходной формирователь 9, а также возвращается на неиивертирующий вход того же сумматора 6 для коррекции влняния гд антилогарифмирующего блока 7. Коэффициент передачи по этому входу подбпрается так, чтобы полностью скомпенсировать уменьщенне выходного сигнала блока 7 из-за /„. На выходном фор1мирователе 9 сигиал с антилогарифмирующего блока 7 суммируется с сигналом генератора тока пьедестала 10, величина которого совиадает с током генераторов опорных токов 3 и 8. Таким образом, амплитуда выходного сигнала устройства в щироком динамическом диапазоне с высокой точностью определяется требуемым алгоритмом обработки.

Формула и 3 о б р е т е и и я

Многоканальное аналого-импульсное вычислительное устройство, каждый канал которого содержнт пороговый усилитель, вход которого является входом канала и соответствующим входом устройства, а выход соедниен с одним входом логарифмирующего блока, другой вход которого нодключен к выходу генератора онорного тока, и формирователь иоказателя степени, выход которого является выходом капала, выходы каналов соедппены с соответствующими входами многовходового алгебраического сумматора, выход которого через иоследовательно соединенные антилогарифмирующий блок, другой вход которого подключен к выходу соответствующего геператора опорного тока, и выходной формирователь, другой вход которого подключен к выходу генератора тока пьедестала, соедииеи с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышенпя точности и расширения динамического диапазона, в нем выход антилогарифмирующего блока соедииен с дополнптельпым иивертируюпхим входом многовходового алгебраического сумматора, а каждый канал содержит алгебраический сумматор, неинвертирующий вход которого подключен к выходу логарифмирующего блока, инвертирующий вход - к выходу порогового усилителя, а выход соединен со входом формирователя показателя степепи.

Источники ииформации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патепт США Ns 3197626, кл. 235-195, 1962.

2.М. G. Strauss. R. Brenner, General Purpose Analog Pulse Height Computer, Review of scientific Instruments, 36, № 12, pp. 1857- 1876, 1965.

ВходГ

L

Bxofn-

BiiixaS