Цифровой функциональный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G06F17/10 

(54) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области авто матики и вычислительной техники и може найти применение при функциональной обработке частотно-импульсных и аналоговых сигналов с представлением результата в цифровой форме. По основному авт. св. № 815727 известен цифровой функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, три ключа, три счетчика, два дешифратора, коммутатор, делитель частоты, два элемента ИЛИ, выходной регистр и блок управления, выполненный , на двух триггерах. Выход генератора импульсов подключен к входу делителя частоты и к первому входу первого ключа, соединенного выходом с входом первого счетчика, а вторым входом - с выходом второго счетчика. Первый и второй триггеры блока управления подключены первыми входами к выходу первоп элемента ИЛИ, а вторыми входами - к выходу второго счетчика, соединенного входом, с выходом второго ключа, первый вход которого подключен к выходу первого триггера блока управления. Выход второго триггера блока управления соединен с первыми входами коммутатора и третьего ключа, второй вход которого подключен к BTqpo- му входу второго ключа, а выход - к входу третьего счетчика. Выходы разрядов третьего счетчика соединены с первой группой входов первого дешифратора, подключенного второй группой входов через второй дешифратор к выходам разрядов первого счетчика. .Коммутатор соединен группой входов с выходами делителя частоты, третьей группой входов - с выходами первого дешифратора, а выходами - с входами второго элемента ИЛИ, соединенного выходом с входом выходного регистра, а входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам первого дешифратора llj. В известном 1реобразователе заданная функциональная зависимость аппроксимируется набором участков гиперболических зависимостей в виде ., - . Pol где п - число участков аппроксимации fo - частота заполнения на i -ом участке; KL- число периодов входной частоты F; на L-OM участке; NK,- выходной код. Недостатком известного преобразователя является ограниченная область применения, так как он позволяет воспроизводить только монотонно убывающие зависимости, носящие гиперболический характер, при представлении аргумента .тол ко в частотно-импульсной,форме. Цель изобретения - расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой функциональный гфеобразователь дополнительно введены блок вычитания напряжений, переключатель и преобразователь напряжение-частота, вы ход которого подключен к вторым входам второго и третьего ключей, а вход к выходу переключателя, соединенного первым входом .с выходом блока вычитан напряжений, а вторым входом - а шиной ввода аргумента--и с первым входом блока вычитания напряжений, второй вхо которого подключен к шине опорного на15эяжения, причем инверсный выход выхо ного регистра является дополнительным . Выходом цифрового функционального преобразователя. На чертеже изображена структурная схема цифрового функционального преобразователя. Преобразователь содержит генератор импульсов, три ключа 2, 3 и 4, три счетчика 5, 6 и 7, два дешифратора 8 и 9, оммутатор 1О, делитель 11 часто ты, два элемента ИЛИ 12 и 13, выходной регистр 14, блок 15 управления, содержащий два триггера 16 и 17, блок 18вычитания нахфяжений, переключател 19и преобразователь 20 нагряженнечастота. Выход генератора 1 подключен к вхо делителя 11 частоты и к первому входу первого ключа 2, соединенного выходом с входом первого счетчика 5, а вторым входом - с выходом второго счетчика 6 Первый и второй триггеры 16 и 17 бло ка 15 управления подключены первыми входами к выходу первого элемента ИЛИ 12, а вторыми входами - к выходу счетчика 6, соединенного входом с выходом второго ключа 3, первый вход которого подключен к выходу триггера 16 блока 15 управления. Выход триггера 17 блока 15 управления (Соединен с первыми входами коммутатора Ю и третьего ключа 4, второй вход которого подключен к второму входу ключа 3 и к выходу среобразователя 20 напряжение-частота, а Выход - к входу третьего счетчика 7, Выходы разрядов счетчика 7 соединены с первой группой входов первого дешифратора 8, подключенного второй группой входов через второй дешифратор 9 к выходам разрядов счетчика 5. Коммутатор Ю соединен второй гру1шой входов с выходами разрадов делителя 11 частоты, третьей группой входов - с выходами дешифратора 8, а выходами - с входами второго элемента ИЛИ 13, соединенного выходом с входом выходного регистра 14, Входы первого элемента ИЛИ 12 подключены к выходам дешифратора 8, Преобразователь 20 напряжение-частота подключен входом к ВЫХОДУ переш1ючателя 19, соединенного первым входом с выходом блока 18 вычитания напряжений, а вторым входом - с шиной 21 ввода ар гумента и с первым входом блока 18, второй вход которого подключен к шине 22 опорного Напряжения (Jo , Инверсный выход выходного регистра 14 является дополнительным выходом цифрового функционального преобразователя. Цифровой фушшиональный преобразователь работает следующим образом. Второй аналоговый сигнал (монотонно изменяющееся напряжение) Ux с шины 21 поступает на вход преобразователя 20 напряжение-частота либо непосредственно через переключатель 19, либо через блок 18 вычитания напряженки, на выходе которого формируется разность между опорным напряжением и входным сигналом, С выхода преобразователя 2 О сигнал частотой F;i при наличии разрешающего сигнала с триггера 16 на первом входе ключа 3 поступает в счетчик 6, Емкость счетчика 6 определяется тем, что за временную базу принят интервал;, равный двум периодам Тц частоты FX , т.е, время между первым и третьим импульсами этой частоты. В течение указанного времени 2Т счетчик 6 открывает ключ 2, и импульсы опорной частоты FO с генератора 1 поступают в счетчик 5. Границы иктервалов аппроксимащш Р -F«n- рассчитываются предварительно и каждой частоте , Fxi соответствует определенное число импульсов опорной частоты Fe. В зависимости от количества импульсов частоты FO I поступивших в счетчик 5 за врем 2Тх, сигнал появляется тюлько на одном 1 -ом выходе дешифратора 9, который соединен с соответствующим -ым входом второй группы входов дешифратора 8 Через время 2Тх с выхода счетчика 6 в блок 15 управления на вторые входы триггеров 16 и 17 поступает сигнал окончания определения рабочего интервала аппроксимации, в соответствии с этим с выхода триггера 17 на ключ 4 и коммутатор 10 поступает сигнал на начало измерения. Импульсы частоты F х через ключ 4 поступают в счетчик 7, емкость которого выбрана не менее К гпах По сигналу с I -го выхода дешифратора 9 на t-oM выходе дешифратора 8 появляется сигнал, и импульсы частотой FO целителя 11 через коммутатор 10 и элемент ИЛИ 13 поступают в выходной регистр 14, имеюшлй инверсный выход для получения соотношения М-НтачМк где VI - код на {шверсном выходе регистра;Hmcsv- емкость регистра. После того, как в счетчик 7 поступит К L импульсов, с соответствующего выхода дешифратора 8 через элемент ИЛИ 12 на вторые входы триггеров 16 и 17 поступает сигнал об окончании измерения, На выходе триггера 17 формируется сигна на закрытие ключа 4 и коммутатора 10. Цикл измерения закончен, и с выхода три гера 16 на ключ 3 поступает сигнал на начало следующего цикла. Если выход переключателя 19 соединен с его вторым входом, а результат преобразования снимается с прямого выхо да регистра 14, то в цифровом функциональ ном преобразователе производится аппрокс мация монотонно убывающей зависимости носящей гиперболический характер. Если 1ФИ этом результат преобразования снимается с инверсного выхода регистра 14, то выполняется аппроксимация монотонно возрастающей зависимости, носящей логарифмический характер. Если выход переключателя 19 соединен с его первым входом и результат снимается с щэямого выхода регистра 14, то за счет преобразования в частоту., разности UQ цифровом функциональном хреобразователе гфоизводлтся аппроксимация монотонно возрастающей зависимости, носящей пар 5олический характер. Если же щж этом результат снимается с И1шерсного выхода регистра 14, то про наводится аппроксимация монотонно убывающей зависимости, носящей обратно параболический характер. Таким образом, предложенный цифровой функциональный гфеобразователь за счет расширения класса воспроизводимых функций имеет более широкую область применения. Формула изобретения Цифровой функциональный преобразователь по авт. св. № 815727, отличающийся тем, что, с целью расширения области гфименения, в него дополнительно введены блок вычитания нафяжений, переключатель и преобразователь напряжение-частота, выход которогб подключен к вторым входам второго и третьего ключей, а. вход - к выходу переключателя, соединенного первым входом с выходом блока вычитания напряженки, а вторым входом - с шиной ввода аргу-. мента и с первым входом блока вычитания напряжений, второй вход которого подключен к шине опорного нащ)яжения, причем инверсный выход выходного регистра является дополнительным выходом цифрового функционального преобразователя. Источники информации, щзинятые во В1шмаш1е при. экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 815727, кл. G 06 F 15/34, 1979.