Устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

t

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализиро.ванных устройствах автоматики и в составе гибридных вычислительных систем.

Известно устройство для одновременного воспроизведения нескольких переменных во времени напряжений, содержащее генератор импульсов, блок управления, управляемый усилитель частоты, счетчик, блок памяти, цифроаналоговые преобразователи, инвертор, сумматор, коммутатор и многоканальный запоминающий блок }.

Недостаток устройства - ограниченная область применения, так как оно не позволяет формировать произведение независимых переменных на переменные во времени напряжения.

Известно также устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов, содержащее генератор импульсов, управляющий регистр сдви2

га, счетчик, дешифратор, блок коммутации функций, блок памяти, переключающий блок, триггер знака, реверсивный счетчик и В1ЫХОДНОЙ цифроаналоговый множительный блок .

Данное устройство обладает высокой производительностью из-за практически мгновенного переключения вида воспроизводимых во времени коэффициентов, но имеет ограниченную область примеtoнения, так как не позволяет воспроизводить одновременно несколько переменных во времени коэффициентов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для воспроизведеISния переменных во времени коэффициентов, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу основного элемента И и счетному входу первого счетчика, соединенного выходом старшего разряда со счетным входом второго счетчика, подклюменного выходами разрядов к первой группе входов первого дешифратора, соединенного выходом со входом 5лока памяти, подключенного знаковым выходом ко входу триггера знака, а цифровыми выходами - к первой группе входов преобразователя код-частота, соединенного второй группой, входов с выходами разрядов первого сметчика, а выходом - со вторым входом основного элемента И, подключенного выходом к счетному входу реверсивного счетчика, соединенного входом управления реверсом с выходом триггера знака, а выходами разрядов - с информационными входами основного регистра, подключенного выходами к цифровым входам основного цифроаналогового множительного блока, аналоговый вход которого является первым входом устройст,ва, а выход через основной операционный усилитель соединен с первым выходом устройства, причем выходы разрядов первого и второго счетчиков подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, соединенного выходом с управляющим входом основного регистра, а второй группой входов - с выхдами аналого-цифрового преобразователя, подключенного входом к шине ввод развертывающего сигнала 3.

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, так как он позволяет воспроизводить одновреме;нно только один приемный во времени коэффициент.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет одновременного воспроизведения нескольких переменных во времени коэффициентов.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу основного элемента И и счетному входу первого счетчика, соединенного выходом старшего разряда со счетным входом второго счетчика, подключенного выходами разрядов к первой группе входов первого дешифратора, соединенного выходами со входами блока памяти, подключенного знаковым выходом ко входу триггера знака, а цифровыми выходами - к первой группе входов преобразователя код-частота, соединенного второй группой входов с выходами разрядов первого счетчика, а выходом - со вторым входом основного элемента И, подключенного выХОДОМ к счетному входу реверсивного счетчика, соединенного входом управления реверсом с выходом триггера знака, а выходами разрядов - с информационными входами основного регистра, подключенного выходами к цифровым входам основного цифроаналогового множительного блока, аналоговый вход которого является первым входом

устройства, а выход через основной операционный усилитель соединен с первым выходом устройства, причем выходы разрядов первого и второго счетчиков подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, дополнительно введены n-t-1 элементов И (где п - количество одновременно воспроизводимых переменных во времени коэффициентов) , п-1 регистров, п-1 цифJJ роаналоговых множительных блоков, п-1 операционных усилителей, элемент задержки, второй дешифратор; третий счетчик и счетчик по модулю п, соединенный выходами разрядов со второй группой входов первого дешифратора и входами второго дешифратора, каждый 1-ый () выход которого подключен к первому входу i-ro дополнительного элемента И, соединенного вторым входом с выходом блока сравнейия кодов, подключенного второй группой входов к выходам разрядов третьего счетчика, соединенного счетным входом с выходом старшего разряда счетчика по модулю п, подключенного счетным входом к выходу старшего разряда второго счетчика, причем инверсные выходы разрядов первого и второго счетчиков соединены с входами (п+О-го дополнительного элемента И, подключенного выходом к дополнительному входу первого дешифратора и входу элемента задержки, соединенного выходом со входом управления установкой кода реверсивного сметчика, установочные входы

S которого подключены к цифровым выходам блока памяти, а выходы разрядов к информационным входам дополнительных регистров, причем i-ый () дополнительный регистр соео динен управляющим входом с выходом ()-ro дополнительного элемента И, а выходами - с цифровыми входами -го дополнительного цифроаналогового множительного блока, аналоговый вход которого является )-ым входом устройства, а выход через i-ый дополнительный операционный усилитель соединен с (+1)-ым выходом устройства.

Причем управляющий вход основного регистра подключен к выходу первого дополнительного элемента И.

На чертеже изображена блок-схема устройства для воспроизведения переменных во времени коэффициентов.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, подключенный выходом к первому входу основного элемента И 2 и счетному входу первого счетмика 3. соединенного выходом старшего разряда со счетным входом второго счетчика 4. Счетчик t подключен выходами разрядов к первой группе входов первого дешифратора S, соединенного выходами с входами блока 6 памяти. Блок 6 памяти подключен знаковым выходом к входу триггера 7 знака, а цифровыми выходами - к первой группе входов преобразователя 8 код-частота. Преобразователь 8 соединен второй группой входов с выходами разрядов счетчика 3« а выходом - со вторым входом элемента И 2. Элемент И 2 подключен выходом к счетному входу реверсивного счетчика 9 вход управления реверсом которого соединен с выходом триггера 7 знака, а выходом разрядов - с информационными входами основного регистра 10. Регистр 10 подключен выходами к ци( входам основного цифроаналогового множительного блока 11, аналоговый вход которого является первым входом устройства, а выход через основной операционный усилитель 12 соединен с первым выходом устройства. разрядов счетчиков 3 и 4 подключены к первой группе входов блока 13 сравнения кодов. Счетчик Н по модулю п (где п - количество одновременно воспроизводимых переменных во времени коэффициентов) соединен выходами разрядов со второй группой входов дешифратора 5 и входами второго дешифратора 15- Каждый -ый (liUn) выход дешифратора 15 подключен к первому входу i-ro дополнительного элемента И 1ft, соединенного вторым входом с выходом блока 13 сравнения кодов. Блок 13 подключен второй группой входов к выходам разрядов третьего счетчика 17 соединенного счетным входом с выходом старшего разряда счетчика k по модулю п. Счетчик 1 подключен счетным входом к выходу старшего разряда счетчика i. ИнBepCHule выходы разрядов счетчиков 3 и k соединены со входами (п4-1)-го дополнительного элемента И 18, подключенного к дополнительному входу дешифратора 5 и входу элемента 19 задержки. Выход элемента 19 задержки соединен с входом управления установкой кода реверсивного счетчика 9 установочные входы которого подключены к цифровым выходам блока 6 памяти, а выходы разрядов - к информа ционным входам дополнительных регистIpOB 20. Каждый i-ый () регистр 20 соединен управляющим входом с выходом (5+1)-го элемента И 16, а выходами - с цифровыми входами {-го дополнительного цифроаналогового множительного блока 21, аналоговый вход, которого является (5+1)-ым входом устройства, а выход через i-ый дополнительный операционный усилитель 22 соединен с (4-1)-ым выходом устройства. Управляющий вход регистра |10 подключен к выходу первого элемента И 16.

Устройство работает следующим образом.

Требуемые переменные во времени t

коэффициенты f,-(t) (где ) реализуются в устройстве по методу кусочно-линейной аппроксимации с равномерным расположением узлов аппроксимирующих функций по оси аргумента t. Начальное значение каждой из аппрокси- мирующих функций, соответствующее и являющееся первым узлом аппроксимации, задается непосредственно значением ординаты,а все последующие узлы представляются значениями приращений ординат и знаками приращений ординат аппроксимирующих функций на соответствующих им участках аппроксимации. Представленная таким образом

информация о значении ординат аппроксимирующих функций в узлах аппроксимации кодируется двоичным кодом и заносится в блок 6 памяти.

Отсчет времени t в устройстве осуществляется третьим счетчиком 17, KO-t торый совместно с включенными последовательно первым и вторым счетчиками 3 и и счетчиком 1 по модулю п

пересчитывают прямоугольные импульсы с выхода генератора 1. В течение времени, соответствующего периоду переполнения счетчика Н по модулю п, когда состояние счетчика 17 остается неизменным, устройством осуществляется поочередная временная развертка всех п аппроксимирующих функций, текущие значения ординат которых в конечном итоге формируются в реверсивном счетчике 9. Состояние ВЫХОДО8 счетчика 17 по модулю п определяет порядковый номер раэверты вэемс функции, а состояние выходов счетчика k - порядковый HOf4ep текущего участка кусочно-линейной аппрок симации. Выходные сигналы этих счетчиков обеспечивают через дешифратор 5. выбор текущих значений приращений ординат узлов аппроксимации развертываемой функции из блока 6 па мяти, двоичный код которых подается на первую группу входов преобразователя 8 код-частота. Преобразователь 8, управляемый по второй группе входов счетчиком 3| формирует на выходе сигнал разрешения счета, который поступает на .второй вход элемента И 2 и разрешает прохождение прямоугольных импульсов генератора 1 на счетный вхсэд реверсивного счетчика Э обеспечивая тем самым получение заданной крутизны каждого участка аппроксимации развертываемой функции. Функционирование преобразователя 8 код-частота описывается логическим выражением ,.v n-i-Va VVVi-Va- -1. гдеЧ ftt код на выходах разрядов счетчика 3; v.-v код на цифровых выходах блока 6 памяти} выходной сигнал преобраи зователя 8 код-частота. Это выражение показывает, что чис ло импульсов, поступающее на счетный вход реверсивного счетчика 9 на каждом участке линейной аппроксимации, однозначно соответствует текущему зн чению кода приращения функции. Знак приращения учитывается путем подачи на вход управления реверсом счетчика 9 через триггер-7 знака; сигнала со знакового выхода блока 6 памяти. Выбор начальных значений аппроксимирующих функций из блока 6 памяти и их запись в реверсивный счетчик 9 с установочных входов последнего осу ществляется перед началом развертки текущей функции, т.е. в момент времени, когда счетчики 3 и i находятся В нулевых состояниях. Дешифрация нул

вых состоянии счетчиков производится с помощью (п+1)-го дополнительного элемента И 18, входы которого подклювсех переменных коэффициентов для нового значения аргумента повторяется. чеиы к инверсным выходам разрядов счетчиков 3 и , а выход - к дополнительному входу дешифратора S и через элемент t9 задержки, ко входу управления установкой кода реверсивного счетчика 9- Элемент 19 задержки обеспечивает задержку записи информации в реверсивный счетчик 9 на время, необходимое для ее выбора из блока 6 памяти. Сигналы с выходов разрядов счетчиков 3 и , как это следует из логики работы устройства, выполняют роль временного аргумента t каждой из аппроксимирующих переменные коэффициенты функций. Следовательно, в моменты времени, когда состояние выходов этих счетчиков совпадает с состояние ем выходов счетчика 17 временного аргумента t переменных коэффициентов, текущее значение ординаты каждой 1-ой аппроксимирующей функции, формируемой в реверсивном с етчике 9, оказывается равным текущему значению -го переменного коэффициента. Совпадение состояний выходов счетчиков 3 и и состояний выходов счетчика 17 фиксируется блоком 13 сравнения кодов, сигнал с выхода которого поступает на вторые входып дополнительных элементов И 16. Дешифратор 15 декодирует каждое 1-ое состояние счетчика I по модулю пи, стробируя 1-ый элемент И 16, опрашивает состояние выхода блока 13 сравнения кодов. Сигнал совпадения с выхода блока 13. пройдя через i-ый элемент И 16, поступает на управляющий вход соответствующего из регистров 10 и 20, подключенных информационными входами к выходам реверсивного счетчика 9 При этом в выбранный i-ый регистр запишется значение текущей ординаты аппроксимирующей функции (t), соответствующее значению переменного коэффициента f; (t). По переполнению счетчика счетчик 14 по модулю переходит в (1+1)-ое состояние, соответствующее развертке ()-ой аппроксимирующей функции, и в момент времени аналогичным образом в (1+1)-ый регистр запишется значение f;i4-i(t) f.(t) и так далее. После переполне1(/1Я счетчика I по модулю п счетчик 17 переходит в следующее состояние и процесс, в результате которого формируются значения

Коды текущих значений каждого i-ro переменного коэффициента (t) поступают на цифровые входы соответствующих цифроаналоговых множительных блоков 10 и 21, на аналоговые входы которых поступают входные сигналы у. В результате на выходах устройства формируются напряжения вида

z i 1,2,....п.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет одновременно воспроизводить несколько переменных во времени коэффициентов, что расширяет возможную область его применения в специализированных устройствах автоматики и в гибридных вычислительных системах.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу основного элемента -И к счетному входу первого счетчика, соединенного выходом старшего разряда со счетным входом второго счетчика, подключенного выходами разрядов к первой группе вхо дов первого дешифратора, соединенного выходами со входами блока памяти, под ключенного знаковым выходом ко входу триггера знака, а цифровыми выходами - к первой группе входов преобразователя код-частоты, соединенного второй группой входов с выходами разрядов первого счетчика, а выходом - со вторым входом основного элемента И, гюдключенного выходом к счет ному входу реверсивного счетчика, соединенного входом управления реверсом с выходом триггера знака, а выходами разрядов - с информационными входами основного регистра, подключенного выходами к цифровым входам основного цифроаналогового множительного блока, аналоговый вход которого является первым входом устройства, а выход через основной операционный усилитель соединен с первым выходом устройства, причем выходы разрядов первого и второго счетчиков подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет одновременного воспроизведения нескольких переменных во времени коэф10

фициентов, в него дополнительно введены п+1 элементов И (где п -,количество одновременно воспроизводимых переменных во-времени коэффициентов), J п-1 регистров, п-1 операционных ых.. множительных блоков, п-1операционных усилителей, элемент задер;чки, второй дешифратор, третий счетчик и счетчик по модулю п, соединенный выходами разto рядов со второй группой входов первого дешифратора и входами второго дешифратора, каждый -ый () выход которого подключен к первому входу 1-го дополнительного элемента И, соединенного вторым входом с выходом блока сравнения кодов, подключенного второй группой входов к выходам разрядов третьего счетчика, соединенного счетным входом с выходом старшего раз2Q ряда счетчика по модулю п, подключенного счетным входом к выходу старшего разряда второго счетчика, причем инверсные выходы разрядов первого и второго счетчиков соединены с входами

25 (п+1)-го дополнительного элемента И, подключенного выходом к дополнительному входу первого дешифратора и входу элемента задержки, соединенного выходом со входом управления установ,.. кой кода реверсивного счетчика, установочные входы которого подключены к цифровым выходам блока памяти, а выходы разрядов - к информационным входам дополнительных регистров, причем каждый i-ый (1 1бп-1) дополни5тельный регистр соединен управляющим входом с выходом {i-fl)-ro дополнительного элемента И, а выходами - с цифровыми входами i-ro дополнительного цифроаналогового множительного

блока.аналоговый вход которого является (1ч-1)-ым входом устройства, а выход через i-ый дополнительный операционный усилитель соединен с (i+l)ым выходом устройства, причем управляющий вход основного регистра подключен к выходу первого дополнительного элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2832271/18-24, кл. G Об G 7/26, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2723786/1 8-2i,

5 кл. G Об G 7/26, 1979.

3.Авторское свидетельство СССР 10 заявке N 2706l55/l8-2t,

,кл. G Об G 7/12, 1979 (прототип). f П Vis ТГ ГТ- -f s. Ilk II s I Ч Ф y 3 H fyl Щ S JJ::J

y,

. .r-yff.d)

// I