Гибридный функциональный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

(54) ГИБРИдаЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к области ав«эматики и -вычислительной техники, в частности к устройствам для воспроизведения одной и двух переменных, обладающим возможностью уточненной перенастройки с одной произвольной функции на другую. Известен гибридный функциональный преобразователь l. содержащий анализаторы амплитуд, блок памяти, сумматоры, множительные и масштабные блоки.

- Известен также гибридный функциональный преобразователь 2, содержащий

аналого-цифровые преобразователи (АЦП),, адресный блок, блок памяти, управляемые инверторы, регистры, цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и сумматор.

Недостатком этих преобразователей, позволяющих воспроизводить функции двух переменных, является сложность перенастройки с одной произвольной функции на другую.

Наиболее близким к изобретению является гибридный функциональный преобразователь З}, содержащий первый подключенный входом к шуше ввода первого аргумента, а выходами старших разрядовк установочным входам первого счетчика, выходы разрядов которого соединены с первой группой входов блока индикации и с первой гр Т1Пой адресных входов блока памяти, подключенного первым и вторым выходами к установочным входам соответственно второго и третьего счетчиков, причем выходы разрядов второго счетчика

58796106

опорных напряжений (± .Уа ), а выходами - управляющего сигнала связи между отдельк второму входу выходного сумматора 9.ными разрядами счетчиков разрываются,

Второй АЦП 11 соединен входом с шинойи последние работают в режиме приема и 12 ввода второго аргумента и с первым входом переключателя 13, выходами младших разрядов - с входами регистра 14, а выходами старших разрядов - с установочными входами счетчика 15. Счетчик 15 подключен выходами разрядов к второй группе входов блока 4 индикации и к второй группе адресных входов блока 5 памяти. Третий выход блока 5 памяти соединен с установочными входами счетчика 16, подключенного выходами разрядов к третьей группе входов записи блока 5 памяти и к цифровым входам третьего ЦАП 17. ЦАП 17 соединен выходом с третьим входом выходного сумматора 9, а анало-говым входом - с выходом переключателя 13, подключенного вторым входом к выходу четвертого ЦАП 18. Преобразователь 18 соединен аналоговыми входами с шиной разнополярных опорных напряжений, цифровыми входами - с выходами регист- ра 14, а знаковым управляющим входомс выходом знакового разряда счетчика 16 Аналоговый вход ЦАП 8 поак/1юче11 к выхо ду переключателя 19, соединенного первым входом с шиной 2 ввода первого аргумента, а вторым входом - с выходом пятого ЦАП 20. ЦАП 20 подключен аналоговыми входами к шинам разнополярных опорных напряжений, знаковым управляющим входом к выходу знакового разряпа счетчика 6,а цифровыми входами - к выходам регистра 21. Регистр 21 соединен входами с выходами младших разрядов АЦП 1. Управляющие входы блока 5 памяти и счетчиков 3, 6,7,15 и 16 подключены к шине 22 управления режимом работы гибридного функ ционального преобразовате.чя, а счетные ВХОДЫ счетчиков 3,6,7,15 и 16 к шине 23 ввода счетных импульсов. Блок 5 памяти может быть перепрограммируемым и включает в себя совокупность запоминающих ячеек, например, на основе полевых транзисторов со структурой металл-нитрид-окисел-полупроводник (МНОПтранзисторов), снабжен схемами адресации, стирания, записи и считывания информации. Счетчики 3,6,7,15 и 16 могут быть выполнены, например, с перестраиваемой структурой: при одном значении управляющего сигнала на шине 22 они функционируют как счетчики с соответствующей организацией переносов (при этохг значения сигналов на установочных входах игнорируются). При противоположном значение передачи параллельного кода. Шина 23 ввода счетных импульсов включает в себя несколько отдельных проводников, соединенных со счетными входами соответствующих счетчиков. Гибридный функциональный преобразователь имеет два режима работы: режим настройки (программирования) и рабочий режим. В режиме настройки на шине 22 действует логический О. При этом блок 5 памяти переводится в режт записи кодовых значений параметров аппроксимации, а на счетчики 3,6,7,15 и 16 подает разрешение на подсчет импульсов, следующих по шине 23. Одновременно переключатели 13 и 19 устанавливаются в такое положение, при котором аналоговые входы ЦАП 17 и 8 подключаются к шинам ввода apгy Ieнтoв 12 и 2 соответственно. Предполагается также, что предварительно выполнено стирание тшформации в блоке 5 памяти и все счетчики обнулены. Пусть ( X , :) - исходная функциональная зависимость, определенная в прямоугольной областиХу X j . Основанием для настройки функционального преобразователя является множество {е(у. ,у.)},, УнЧ;, лу V:M.. лу дх -R; лх причем л 0,1,2,...,2 ,l,22 -1. Целые положительные числа п и nQ определяются на основе требований к точ аппроксикшшга. Цель настройки заключается в том,чтобы Для всех i и j за1тисать в блок памяти кодовые значения параметров аппроксимации. Рассмотрим процедуру настройки для роизвольных i и ;j В виде последовательности следующих трех шагов. 1. На шины ввода аргументов 2 и 12 одаются нулевые напряжения. На счетчии 3 и 15 последовательно подают счетые импульсы по шине 23 до тех пор, пока блок 4 индикашге не зафикс1фует треуемый номер области аппроксимации, коорый определяется совокупностью кодоых значений счетчиков 3 и 15. После того организуется подача счетных имульсов с шины 23 на счетчик 7 до наопления в нем такого кода, при котором апряжение на вуходе сумматора 9, определяемое выходами напряжением преобразователя 10, станет соответствовать ( I Y ) с требуемым знаком. 2. На шине 12 ввода второго аргумента оставляют нулевое напряжение, в то время как на шину 2 ввода первого аргумента подают напряжение, соответствующее ДХ . Затем по шине 23 направляют в счетчик 6 счетные импульсы до тех пор, пока напряжение с выхода ЦАП 8 суммируясь с ранее сформированным напряжением с выхода преобразователя 10, станет соответствовать (Хц+1ДХ+ йХ,Уц+ + i -Л t). ). Теперь в счетчике 5 будет сформирован код, соответствующи (.+дх,)-(,) 3. Шину 2 ввода первого аргумента подключают к нулевому потенциалу, в то время как на шину 12 ввода второго аргу мента подают напряжение, соответствуюш;ее дУ. После этого организуется подача счетных имлульсов с шины 23 на счетчик 16 до накопления в нем такого кода, при котором напряжением на выходе сук матор 9 станет соответствовать (Хц-i-iuX, Ти ЛУ ). При этом в счетчике 16 будет сформирован код, соответствующий ,)HTiAX,YH-t-jjV Пос-пе выполнения третьего шага настройки коды из счетчиков 6, 7 и 16 переписываются в блок 5 палМяти по адресу, указанному кодами в счетчиках 3 и 15 (цепи подачи исполнительного сигнала записи на чертеже не изображены). Аналогично выполняется настройка шхя всех остальных областей аппроксимации, .При выполнении второго и третьего шагов настройки .следует обращать внимание на характер поведешш функции (ХЛ) с тем чтобы подавать на шины 2 и 12 напряжения, соответствующие ДУ, Л с требуемыми знаками, зависящими от знаков коэффициентов , to/i При формирова НИИ Б счетчиках требуеКГых значений кодов эти счетчики могут работатьв реисиме суммирования или вычитания импульсов. Режимы задаются подачей управ лющих сигналов по цепям управления реперсом (на чертеже не показаны). В рабочей режиме на шине 22 действует логическая I, которая переводит все счетчики в режиь1 приема-передачи параллельных кодов, действующей на их уотановочтпзтх входах. Одновременно этот же сигнал переводит блок 5 памяти из режима записи в режим считывания кодов. В рабочем режиме переключатели 19 и 13 должны подсоединять соответственно выход ЦАП 20 с аналоговым входом ЦАП 8 и выход преобразователя с аналоговым входом ЦАП 17. Действующие на шинах 2 и 12 входные напряжения с помощью АЦП 1 и 11 преобразуются в пропорциональные двоичные коды. Старшие разряды этих кодов разрядности п и vin , указываюш.ие номер области аппроксимации, записываются в счетчики 3 и 15, которые по отношению к блоку 5 памяти выполняют функции адресных регистров, Младшие разряды кодов аргументов записываются в регистры 21 и 14 и служат для тсравления ЦАП 20 w 18 соответственно. После выборки из блока 5 памяти кодовых значений параметров аппроксимации последние записываются в счетчики 6,7,16 для управления ЦАП 8, 10 и 17, напряжения с выходов которых суммируются выходным cjivfMaTOpoM 9, так что воспроизводится уравнение плоскости (X,Y)(X;,Y.l-vd,,X-X.)4b,(V-V,), Знак второго слагаеТ.юго определяется знаковым разрядом счетчика 6 который используется рля упраапения 20. Знак; третьего слагаемого определяется знакоBbiM разрядом счетчика 16, который уп- рашщет Ш.Г 17, Управляющие цепи знакоБого разряда счетчика 7, от которого зависит знак первого слагаемого в у|:)авне-НИИ плоскости, i-ia чертеже не изображены. Таким образом, прещгожеиный гибридный срункяиона/шиый преобразователь мо жет быть использован ufifi воспроизведения функции двух аргументов либо в качестве аппроксиматора, либо в качестве viHTepno.гтяторй фуикции двух аргументов. зобретения О D м у Л а Гибридный функциональный преобразователь, содержагдий первый аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к шине ввода первого аргул-юнта, а выходами старших разрядов - к ус-тановочным входам первого счетчилга, выходы разрядов которого соединены с первой вхо- доБ блока 1ндикации и с первой группой адресных входов блока памяти, подключенного первым и рзторым выходами к установочным входам соответственно второго 9А7 и третьего счетчиков, причем выходы разрядов второго счетчика соединены с первой группой входов записи блока памяти цифровыми входами первого цифро-аналогового преобразователя, подключенного выходом к первому входу выходного сумматора, а выходы разря ;ов третьего счетчика соединены со второй группой входов записи блока памяти и с цифровыми входа ми второго цифро-аналогового преобразователя подключенного аналоговыми входами к шинам разнополярных опорных напряжений, а выходом - к второму входу вы-; ходного сумматора, причем управляквдие входы блока памяти и первого, второго и третьего счетчиков соединены с шиной управления режимом, работы гибридного функционального преобразователя, а счетные входы первого, второго i; третьего счетчиков подключены к шине гзпода счетных имлульсов, отличи ю щ и и с я тем, что, с целью расширглшя класса воспроизводимых функций, в него иведены переключатели, регистры, Tj.icTuti, четвертый и пятый цифро-аналогог ьг прообразо ватели, четвертый и пятый счетчики и второй аналого-цифровой прп(:(51т;:)3опатель, соединенный входом с шиной |.г,лча второго аргумента и с первым вхоцо г иг.звого пере1а1ючателя, выходами Maa;:u;uix разрядовс входами первого регистра, о пыходами старших разрядов - с устаиошг iibiMii входами четвертого счетчика, ломл люченного выходами разрядов к второй ri-.yime входов блока индикации и к второй группе адресных входов блока памятп, г; :.-:тпй выход которого соединен с установочиьтми входами пятого счетчика, подключенного ribixoдами разрядов к третьей . входов записи блока памяти и к цкфвс/шлм входам 010 третьего цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с третьим входом выходного сумматора, а аналоговый вход - с выходом первого переключателя, подключенного вторым входом к выходу четвертого цифро-аналогового преобразователя, соединенного аналоговыми входами с шинами разнополярных опорных напряжений, цифровыми входами - с выходами первого регистра, а знаковым управляющим входом - с выходом знакового разряда пятого счетчика, причем аналоговый вход первого цифро-аналогового преобразователя подключен к выходу второго переключателя, соединенного первым входом с шиной ввода первого аргумента, а вторым входом - с выходом пятого, цифро-аналогового преобразователя, подключенного аналоговыми входами к шинам разнополярных опорных напряжеетД, знаковым управляющ-1 М входом - к выходу знакового разряда второго счетчгаса, а цифровыми входами - к выходам второго регистра, соединекиого входами с выходами младших разрядов первого аналого-цифрового преобразователя, 1-1ричем четвертый и пятый счетчики noaicnioneiibi управляющими входами к шице управления режимом работы гибридного (}зункционального гфеобразования, а счетными входами - к шине ввода счетных имлульсоБ, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 636633, 1Ш. GI Об С 7/26, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 698010, кл. G, Об Q 7/26, 1978. 3.Заявка № 2753013/18-24, кл. Q 06 Q 7/26, 1979 (прототип).