Время-импульсный функциональный преобра-зОВАТЕль Советский патент 1981 года по МПК G06F7/60 

(54) ВРЕМЯ - ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычисли-, тельной технике и может быть использовано как функциональный преобразо тель время-импульсных сигналов и как устройство деления временных интервалов, необходимое, например, для реализации логометрического алгоритма компенсации влияния диэлектрических свойств среды на показания уровнемера. Известен время-импульсный функцио нальный преобразователь (ВИПф), представляющий частотно-импульсную следящую систему, включающую в себя реверсивный счетчик, двоичный умножитель, блок умножения .- деления, импульсно-потенциальные элементы И, элементы НЕ и ИЛИ fl. На выходе устройства формируется временной поток прямоугольных импуль сов, среднее значение скважности которых 0.-% 0 -t QX (1- Их) i пропорционально значению аппроксимирующей функции, чГ-з где Oj - относительньте длительности выходного и входного сигналов;Т- - длительность входного импульоа,Т - период следования импульсов ; высокбстабильные опорные частоты; Tj. . FOI . Однако известное устройство имеет ограниченный класс воспроизводимых функций (только с положите.пьной первой производной), что обусловлено представлением воспроизводимой функции в виде отношения полиномов первой степени с фиксированным коэффициентом f . Кроме этого, оно отличается большой погрешностью преобразования, обусловленной низким порядком степеней номиналов числителя (т) и знаменателя (п), Я1 П 1 . Известен также время-импульсный функциональный преобразователь, выПОЛНЯКШ1ИЙ преобразование вида V - т - ту где К - коэффициент пропорциональностиТу - текущий интервал времени первого канала; Т - текущий интервал времени второго канала; Т , Т - начальные значения соответ Х ОУ ственно Лу, и Т. Известный преобразователь содержит усредняющие блоки УБ1/ УБ2,. гё нератор пилообразного напряжений (ГПН), схему сравнения . (СС), триггер формиров ails ль (ф) выходного интер вала Tgj,j Г21. Недостатками преобразователя являются низкая точность воспроизведения за.да«ной функции, обусловленная использованием ключевых элементов и операционных Усилителей,,наличием температурного дрейфа и временной не стабильностью, низкая технологичност обусловленная использованием прецизи oHHfcJx элементов и необходимость наст ройки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является делительное устройство, содержащее ре- гистр, двоичный умножитель, счетчик делимого, триггер, первый элемент И причем разрядные выходда регистра сое динены с входами множителя двоичного умножителя, первый и второй входы первого элемента И соединены соответ ственно с выходом двоичного умножите ля и выходом триггера, а выход элемента И соединен с первым счетным входом счетчика делимого, выход которого соединен с единичным .входом триггера ГзJ. . К недостаткам данного устройства относится узкий класс решаемых им задач. Цель изобретения - расширение кла са решаемых зйдач., Поставленная цель достигается тем что устройство, содержащее регистр, двоичный умножитель, счетчик делимого, триггер, первый элемент И, при чем разрядные выходы регистра соединены с входами множителя двоичного умножителя, первый и второй входы первого элемента И соединены соответственно с выходом двоичного умножителя и выходом триггера, а выход элемента И соединен с первым счетньм входом счетчика делимого, выход которого соединен с единичным входом триггера, выход триггера является BtuKOf M преобразователя, дополнитеЛЬ но содержит элементы И, два счетчика формирующие триггеры и формирователь сигналов управления, при этом входы установки нуля первого и второго фор мирующих триггеров являются соответственно входами первого и второго операндов функционального преобразов теля, входы второгЪ и третьего элементов И соединены с разрядными выходами второго счетчика, импульсный вход второго счетчика, вход импульс ной последовательности двоичного умножителя, вход формирователя сигналов упра.вления, первые входы четвертого и пятого элементов И соединены с входом импульсной последовательности функционального преобразователя, выходы второго и третьего элементЪв И соединены соответственно с входами установки единицы первого и второго формирующих триггеров,. вторые входы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с нулевым выходом первого формируйтего триггера и единичным выходом второго, формирующего триггера, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно со вторым счетным входом счетчика делимого и импульсным входом первого счетчика, первый, второй и третий выходы формирователя сигналов управления соединены соответственно с входом установки нуля второго счетчика, третьим входом четвертого элемента И и третьим входом пя.того элемё.ита: И j четвертый выход формирователгч .сй.гналов управления соединен с входом.:установки нуля счетчика делимого, .и вхбяом записи регистра/, пятый выхбд формирователя соединен с входами установки нуля.перво-; , го счетчика И двоичного умножителя и входам установки нуля триггера. Кро.ме Того/, формирователь сигналов управления содержит делитель Частоты/ .триггер, и два элемента И, при этом с четный вход делителя частотыявляется йхоябм формирователя сигналов управления, выход делителя часто- . ты соединен со счётным входом триггера первыми входами первого. и вто- . рого. элементов: И и является первым выкодом формирователя, единичный выход триггера соединен со вторым вхо-. дом первого элемента И и является вторым выходом формирователя, нулевой выход триггера соединен со вторым входом второго элемента И и является третьим вйходом.формирователя, выходы первого и второго элементов и являются соответственно четвертым-и пятым выходами формирователя. . На фиг. 1 изображе(fa схема функционального преобразователя; на фиг.. 2 схема формирователя сигналов управления,- на фиг. 3 - временная диаграмма работы преобразователя, Преобразователь содержит регистр 1, двоичный умножитель 2,. счетчик 3 делимого, триггер 4, элементы И 5-9, счетчики 10 и. 11, формирующие триггеры 12 и 13, формирователь 14 сигналов управления. Схема формирователя сигналов управления содержит делитель частоты 15, триггер 16, элементы И 17 и 18. Входы первого и второго операндов устройства подключены к входам установки нуля триггеров 12 и 13, вxoдJл установки, единицы которых через эле менты И 6 и 7, служащие для выделени кодов NT- и подключены к разря ным выходам счетчика 10, С выходов JL и О формирующих триггеров 12 и 13 сигналы поступают на вторые входы двух трехвходовых элементов И 8 и 9, на первые входы которых подается опо ная частота fg , с входа импульсной, последовательности преобразователя, которая одновременно подается на вход ДУ 2, на вход счетчика 10 и вхо формирователя 14 сигналов управления Выходы элементов И 8 и 9 подключены ко входам двух счетчиков 3 и 11. Выход счетчика 3 подключен к установоч ному входу триггера 4. Разрядные выходы счетчика 11 подключены ко входам регистра 1, выходы которого подключены к входам ДУ 2. Выход ДУ 2 подключен ко входу элемента И 5, выход которого подключен к первому импульсному входу счетчика 3. Второй вход элемента И 5 подключен к выходу триггера 4, являющемуся выходом преобразователя. С выходов формирователя 14 сигналов управления поступают импульсы управления: д - для обнуления счетчика 10; д , д поступают на третьи входы элементов И 8 и 9 для определе ния моментов прохождения сигналов; g/j, - для обнуления счетчика 3 и, одновременно, для записи в регистр 1 кода счетчика 11 / д - для обнуления счетчика 11 и ДУ 2 и, одновременно, для установки триггера 4 в исходное состояние. Предлагаемый ВИФП является устройством циклического действия. Цикл работы устройства состоит из 2-х тактов. Работа устройства поясняется временными диаграммами на фиг. 3. В первом такте на выходе триггера 12 формируется импульс отрицательной полярности (ж), длительность которого равна разности Т - Т, При этом величина Т определяется моментом прихода входного сигнала (д) , а длительность Тур - моментом выделе ния кода (е). В течение первого такта на вход счетчика 3 (з) поступает, число импульсов, равное .- TXO) - РЛТ, - V То- ,0 поскольку , 1о о о где - разрядность счетчика 10; n,j - разрядность счетчика 3. Счетчик 3 заполняется до величины (1 - NUX ) (л) . Во втором такте происходит формирование импульса положительной полярности длительностью .Т,( - Т,,, (д-ж) , заполняемого импульсами опорной частоты, поступающими на вход счетчика 11 (и). В этом счет чике образуется код Мд FQ (Т - T;JQ который переписывается в регистр 1 и преобразуется в частоту следованияi Хк). В начале импульсов . второго такта с приходом импульса д, триггер 4 устанавливается в нулевое состояние, в результате этого импульсы частоты Рд проходят через элемент И 5 на первый вход счетчика 3. Импульсы частоты Рд„ заполняют счетчик 3 (п) до максимального значения (л) и импульс переполнения устанавливает триггер 4 в единичное состояние, запрещая дгшьнейшее прохождение импульсов частоты РдуИ завершая форФдарование выходного сигнала (м) преобразователя. Таким образом, для счетчика dl имеТВЫУ .-. 1-й такт 2-й такт .ЛЛ,(-.)Р. Тх-Тхо РЛ, - .,р„ 1Г -г -ч-а ,Т,-Тх. 1 Формула изобретения 1. Время - импульсный функциональный преобразователь, содержащий регистр, двоичный умножитель, счетчик делимого, триггер, первый элемент И, причем разрядные выходы регистра соединены с входами множителя двоичного умножителя, первый и второй входы первого элемента И соединены соответственно с выходом двоичного умножителя и выходом триггера, а выход элемента И соединен с первым счетным входом счетч-ика делимого, выход которого соединен с единичным входом триггера, выход триггера является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него дополнительно введены элементы И, два счетчика, формирующие триггеры и формирователь сигналов управления, при этом входы установки нуля первого и второго формирующих триггеров являются соответственно входами первого и второго операндов функционального преобразователя, входы второго и третьего элементов И соединены с разрядными выходами второго счетчика, импульсный вход BToporq счетчика, вход импульсной последовательности двоичного умножителя, вход формирователя сигналов управления, первые входы четвертого и пятого элементов И соединены с вхсэдом импульсной последовательности функционального преобразователя, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с входами установки единицы первого и второго формирующих триггеров, вторые входы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с нулевым выходом первого формирующе го триггера и единичным выходом второго формирующего триггера, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно со вторым счет ным входом счетчика делимого и импульсным входом первого счетчика, первый, второй и третий выходы формирователя сигналов управления соединены соответственно с входом устат новки нуля второго счетчика, третьим входном четвертого элемента И и треть им входом пятого элемента И, четвертый выход формирователя сигналов управления соединен с входом установки нуля счетчика делимого и входом за;писи регистра, пятый выход формирова теля соединен с входгши установки ну ля первого счетчика и двоичного умно жителя и входом установки нуля триггера, 2. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что формир ватель сигналов управления содержит делитель частоты, триггер и два элеме-нта И, при этом счетный вход делителя частоты является входом формирователя сигналов управления, выход делителя частоты соединен со сче

о П ор ным входом триггера первыми входами первого и второго элементов И и является первым выходом формирователя, единичный выход триггера соединен со вторым входом первого элемента И и является вторым выходом формирователя, нулевой выход триггера соединен со вторым входом второго элемента И и является третьим выходом формирователя, выходы первого и второго элементов И являются соответственно четвертым и пятым выходами формирователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 363990, кл. G Об F 7/39, 1973. 2.Одиноков В.Ф., Астафьев А.А. и Шаров В.А. Время-импульсный функциональный преобразователь. Управление, передача, преобразование и отображение информации. Межвузовский сборник статей. Вып. 3, Рязань, 1976. 3.Мельников А.А., Рыжевский А.Г. и Трифонов Е.Ф, Обработка частотных и временных импульсных сигналов. М., Энергия, 1976, с. 70, рис. 52 (прототип).

а

«.

г

.

ь

Тч

flL

7x0

fyc

fy-T(fo

Л 5

MIL

Д7

S6,,

.3

1