Устройство для интегрирования функций Советский патент 1982 года по МПК G06G9/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для определения интеграла функции.

Известны устройства, предназначенные для определения интеграла функции, содержащие частотно-импульсный дифференциатор, делитель частоты, одновибратор, управляющий вентилем и счетчик. На выходе дифференциатора формируется импульсная последовательность, связанная со входным сигналом определенной зависимостью 1 .

Недостатком устройства является ограничение его функциональных возможностей обработкой сигналов только специальной формы, например, частотномодулированных импульсных последовательностей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для интегрирования однозначных функций, заданных графически на экране потенциалоскопа, которое содержит бистабильную запоминающую электроннолучевую трубку (ЗЭЛТ) с видимым изображением, к модулирующему

электроду записывающего (он же считывающий) электронного прожектора которой подключен триггер широтноимпульсной модуляции; к вертикально-отклоняющим пластинам выход блока строчной развертки, к горизонтально-отклоняющим пластинам - выход блока кадровой развертки, к сигнальной пластине, (в дальнейщем будем называть ее мищенъю) .сопротивление первой нагрузки и вход усилителя (в дальнейщем его будем называть уси10лителем считанного сигнала), к выходу которого подключен первый вход триггера широтноимпульсной модуляции, к коллектору (через сопротивление второй нагрузки) - источ1шк питания, а непосредственно - сведенные входы

15 усилителя (в дальнейщем будем называть усилителем постоянного тока) и усилителя обратной связи, причем, первый выход усилителя обратной связи соединен с катодом воспроизводящего прожектора, а второй выход

20 соединен с мишенью, кроме того, оставщийся выход блока строчной развертки подключен ко второму входу триггера щиротноимпульсной модуляции 2. Недостатком устройства является нсвозмож пость реализации интегрирования функций, заданных графически на зкране ЗЭЛТ в требуемых пределах, так как сканирование поверхности мишени считывающим лучем осущес твляется строчной разверткой по всему полю, мишени, и, интегрирование, вследствие зтого, осуществляется от минус бесконечности до плюс бесконечности, считая, что начало координат, в которых изображена интегрируемая функция, совпадает с геометрическим центром мишени ЗЭЛТ. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет обеспечения интегриро вания функций в заданных пределах. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для интегрирования функций, содержащее бистабильную запоминающую злектроннолучевую трубку, модулирующий электрод записывающего электронного прожектора которой подключен к выходу триггера широтноимпульсной модуляции, вертикально-отклоняю щие пластины подключены к первому выходу блока строчной развертки, горизонтально-отклоняющие пластины соединены с выходом блока кадровой развертки, первый вход тригг ра широтно-импульсной модуляции через усилитель считанного сигнала подключен к мишени, соединенной через первый нагрузочный резистор с шиной нулевого потенциала, и к первому выходу первого усилителя, второй выход которого соединен с катодом воспроизводя1цего прожектора, причем вход первого усилителя и вход второго делителя, выход которого является выходом устройства, подключены к мишени, соединенной через второй нагрузочный резистор с входом питания устро ства, введен формирователь импульсов, счетчик координаты, счетчик интервала, триггер разрешения и элемент И, первый вход которого подключен к выходу триггера разрешения, вто рой вход - к второму выходу блока строчной развертки, соединенному с входом форми рователя импульсов, а выход элемента И соединен с вторьЫ входом триггера широтноимпульсной модуляции, выход формирователя импульсов подключен к входам счетчика координат и счетчика интервалов, выходы которых соединекь с входами триггера разрешения. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит бистабильную запоми нающую электроннолучевую трубку ЗЭЛТ 1, к модулирующему электроду записывающего электронного прожектора которой подключен триггер 2 щиротно-импульсной модуляций, к вертикально-отклоняющим пластинам - выход блока 3 строчной развертки, к горизонталышотклоняющим пластинам - выход блока 4 кадровой развертки, к мишени - первый нагрузочный резистор 5 и вход усилителя б считанного сигнала, к выходу которого под- ключен первый вход триггера 2 широтно-импульсной модуляции, к коллектору (через второй нагрузочный резистор )- источник питания, и непосредственно - входы второго усилителя 8 постоянного тока и первого усилителя 9 обратной связи , причем, первый выход усиИителя 9 обратной связи соединен с катодом йоспроизводящего прожектора, а второй выход соединен с мишенью. Кроме того это устройство содержит форл ирователь Ю импульсов, счетчик И координаты и счетчик 12 интервала, триггер 13 разрешения, первым входом подключенный к выходу счетчика 11 координаты, а вторым к выходу счетчика 12 интервала, злемент И 14, первый вход которого соединен с выходом триггера 13 разрешения, а второй вход вместе со входом формирователя 10 импульсов подключен к второму выходу блока 3 строчной ргизвертки, при этом выход элемента И 14 подключен к второму входу триггера 2 щиротно-импульсной . модуляции, а выход формирователя 10 импульсов - к входам счетчика 11 координаты и счетчика 12 интервала. Устройство работает в двух режимах. В режиме записи происходат запись исследуемого сигнала на мишени ЗЭЛТ 1 путем передачи сигнала на вход вертикально-отклоняющих . лластин с использованием при этом в качестве напряжения временной развертки напряжения, формируемого блоком 4 кадровой развертки. Данный режим известен, taff как широко используется, например, в электроннолучевых осциллографах, В режиме считывания производится интегрирование функции путем записи считывающим лучем строк на поверхности мишени, ограниченной потенциальными рельефами записанной функции и строк, соответствующих координатам нижнего и верхнего пределов интегрирования, т.е. путем зачеркивания вышеупомянутой площади считывающим лучем от уровня, соответствующего началу строчной развертки. В исходном состоянии счетчик 11 координаты и счетчик 12 интервала, триггер 2 щиротио-импульсной модуляции и триггер 13 разрешения находятся в нулевых состояниях, при этом записывающий электронный прожектор заперт низким потенциалом с выхода триггера 2 широтно-импульсной модуляции. Запись строк не производится. Перед началом интегрирования устанавливаются заданные пределы интегрирования путем записи соответствующей указанным пределам информации в счетчик 11 координаты и счетчик 12 интервала. Процесс интегрирования начинается с момента запуска блока 3 строчной развертки и блока 4 кадровой развертки. Импульсы, соответствующие началу строк, через формирователь 10 импульсов поступают на входы .счетчика 11 координаты и счетчика 12 интервала. Счетчик 11 координаты, просчитав заданное перед началом интегрирования число, приводит триггер 13 разрешения в единичное состояние в момент времени, соответствующи положению считывающего луча в координате нижнего предела интегрирования. Положительный потенциал с выхода триггера 13 разрешения открывает злемент И 14 для прохождения импульсов начала строк с блока 3 строчной развертки на второй . вход триггера 2 щиротно-импульсной модуляции, при этом, каждый прошедший импульс начала строки считывания, переводит триггер 2 широтно-импульсной модуляции в единично состояние, последний отпирает Записывающий прожектор, и на мшиени ЗЭЛТ 1 происходит запись строки, образуя положительную потенциальную дорожку с потенциалом, равны верхнему равновесному потенциалу мищени, так как эффективность коммутации дизлектрической поверхности последней выбрана больше единицы. Проводимость мишени в точках этой дорожки возрастает, ток крллектора угленьщается, а потенциал коллектора, благфдаря включенному сопротивлению нагрузки 7, увеличивается пропорционально длине записанной дорожки. Длина записанной дорожки ограничивается линией потенциальног рельефа записанной на мишени функции, так как в момент пересечения считывающим лучем потенциального рельефа, соответствую щего интегрируемой функции, формируется импульс-отметка, который через усилитель 6 считанного сигнала поступает на первый вход триггера 2 широтно-импульсной модуляции и переводит его в нулевое состояние, при этом происходит запирание записывающего электронного прожектора и дальнейшая запись строки не производится. Процесс многократной записи строк от начала строчной развертк { до линии потенциального рельефа интегрируемой функции продолжается до момента срабатывания счетчика 12 интервала, который, просштав соответствующее положению, координаты верхнего предела интегрирования количество импульсов, переводит в нулевое состояние триггер 13 разрешения, последний запирает элемент И 14, для прохождения импульсов начала строк на второй вход триггера 2 широтно-импульс96ной модуляи И. с этого момента времени, соответствующего положению считывающего луча на мишени координате верхнего 1федсла интегрирования, запись строк производиться не будет. Для линеаризации результирующего изменения тока коллектора его потетшал через усилитель 9 обратной связи прикладывается к катоду воспроизводящего прожектора и к мищени ЗЭЛТ 1. Изменение тока и потенциала коллектора в результате процесса интегрирования пропорционально площади, ограниченной линией потенциального рельефа интегрируемой функции, потенциальными дорожками, соответствующими строкам в координатах нижнего и верхнего пределов интегрирования и представляет собой интеграл функции. Преимуществом предлагаемого устройства является возможность конкретной реализации задачи интегрирования путем введения пределов интегрирования. Формула изобретения Устройство для интегрирования функций, содержащее бистабильную запоминающую электроннолучевую трубку, модулирующий электрод записывающего электронного прожектора, который подключен к выходу триггера широтноимпульсной модуляции, вертикально-отклоняющие пластины подключены к первому выходу блока строчной развертки, горизонтально-отклоняющие пластины соединены с выходом блока кадровой развертки, первый вход триггера щиротно-импульсной модуляции 4iepe3 усилитель считанного сигнала подключен к мишени, соединенной через первый нагрузочный резистор с щиной нулевого потенш1ала, и к первому выходу первого усилителя, второй выход которого соединен с катодом воспроизводящего прожектора, причем вход первого усилителя н вход второго усилителя, выход которого является выходом устройства, подключены к мишени, соединенной через второй нагрузочный резистор с входом питания-устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения интегрирования функций в заданных пределах, в него введены формирователь импульсов, счетчик координаты, счетчик интервала, триггер р азрещения и злемент И, первый вход которого подключен к выходу триггера разрешения, второй вход к второму выходу блока строчной развертки, соединенному с входом формирователя импульсов, выход элемента И соединен с вторым входом триггера широтно-импульсной модуляции, выход формирователя ИМПУЛЬСОВ

7-9345098

подключен к входам счетчика координат и1. Авторское свидетельство СССР N 184471,

счетчика ишервалов, выходы которых соедине- кл. G 06 G 7/18, 1963. 1Пэ1 с входами триггера разрешения.

Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР № 219910,

принятые во внимание при экспертизеs кл. G 06 G 7/18 1967 (прототип).