Функциональный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G06F17/10 

Изобретение относится к вычисли-, тельной технике и может найти применение при формировании функций произвольного вида при задании аргумента в цифровом коде. Известно устройство, содержащее регистр аргумента, два блока памяти умножители и сумматор Cl1. Недостаток известного устройства состоит в невозможности воспроизведения функций произвольного вида на заданном временном участке и малая точность. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является функци ональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входу вычитающего счетчика, на вход установки которого через элемент ИЛИ подается код текущего временного участка со входной шины или регистра через блок элементов И, управляемых через элемент задержки дешифратором нулевого кода вычитающего счетчика. Дешифратор нулевого кода изменяет состояние суммирующего счетчика, переполнение которого производит сброс устройства а исходное состояние. Параллельный код ординат воспроизводимой кривой через регистры пода ется на два цифро-аналоговых преобразователя, выходы которых соединены с аналоговыми входами цифро-аналогового преобразователя, на цифровые входы которого подается код с суммирующего счетчика, а его выход является выходом устройства С2. Недостатком этого устройства является воспроизведение функций на заданном временном участке только в виде прямой линии и малая точность, обусловленная применением в устройстве трех цифро-аналоговых преобразователей . Цель изобретения - повышение точности воспроизведения функций и расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения им функций, отличных от прямой линии, например степенных, показательных, тригонометрических, гиперболических м т. д. Поставленная цель достигается тем, что э преобразователь, содержащий регистр интервалов, первый и втор,ой регистры ординат, четыре группы элементов И, элемент ИЛИ, элемент задержки, два.счетчика, дешифратор нуля, генератор импульсов, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен через дешифратор нуля с входом элемента задержки и счетным входом второго счетчика, вы ход переполнения которого соединен с первыми входами элементов И первой, второй и третьей групп, вторые входы которых соединены с входами задания начальных условий преобразователя, выходы элементов И первой группы соединены с первыми входами элементов ИЛИ, и входом регистра интервалов, выход которого соединен с первыми входами элементов и четвертой группы вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходомэлемента задерх ки и вторыми входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика аыходы элементов И второй и третьей групп соединены с входами соответственно первого и второго регистров ор динат, дополнительно введены группа блоков памяти, коммутатор, блок умно жения, блок сложения, блок вычитания и регистр функций, вход записи котор го соединен с выходом переполнения второго счетчика, выход регистра фун VI ции соединен с управляющими входами блоков памяти группы, информационные. входы и выходы которых соединены соответственно с выходом разрядов вто рого счетчика и входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй вход и зыход которого соединены соответстве но с выходом блока вычитания и первым входом блока сложения, второй вход которого соединен с выходом вто рого регистра ординат и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого ре гистра ординат, выход блока сложения соединен с выходом преобразователя, вход задания вида функции которого с единен с информационным входом регис ра функции. На фиг. 1 представлена блок-схема стройства; на фиг. 2. - график одной из функций (sin х) на заданном временном интервале. Устройство содержит регистр 1 интервалов, группу элементов И 2, элемент ИЛИ 3 счетчик , генератор 5 импульсов, элемент 6 задержки дешифратор 7 нуля, счетчик 8,регистр 9 функции, группа ТО блоков памяти, коммутатор 11, блок 12 умножения, блок 13 вычитания, регистры 14 и 15 ординат, блок 16 сложения группы элементов И 17-19, входы 20-23 преобразователя, выход 2 преобразователя. Вход 20 функционального преобразо-, вателя является входом задания вре- менного интервала, входы 21 и 22 входами задания значения ординат в начале и конце временного интервала, вход 23 - входом задания вида функциональной зависимости. Функциональный преобразователь работает следующим образом. В исходном состоянии в регистр интервалов 1 и в первый счетчик if через вход 20 и группу элементов И 17 записывается код начального временного интервала, а в регистры ординат заданной функции в начале 15 и в конце 14 временного участка через соответствующие входы 22, 21 и группы элементов И 19 и 18 записываются коды ординат заданной функции в начале К и в конце Кц временного участка. Коды ординат каждой нормированной функции Кф,{0 4 Кф - Ь i 1 , 2,... N) однажды по своему адресу вводятся в группу блоков памяти . По заданной функциональной зависимости через вход 23 регистр функции 9 в зависимости от того, какой участок заданной функции генерируется, разрешает считывание кодов ординат нормированной функции из соответствующего блока памяти lOj, j 1,2,...N. При поступлении импульсов с генератора 5 импульсов на вход первого счетчика 4, в последнем значении кода временного интервала уменьшается до нуля и в момент установки нуля дешифратора 7 нулевого кода вырабатывает импульс, который, воздействуя через элемент 6 задержки, группу элементов И 2 и элемент ИЛИ 3, восстанaвливaet состояние первого счетчика k путем записи содержимого регистра 2, а также увеличивает значение кода второго счетчика 8 на единицу. В соответствии с новым состоянием второго счетчика 8 из выбранного регистром 23 блока памяти кодов ординат нормированной функции lOj на бло( 12 ум ножения через коммутатор 11 подается следующее значение кода ординаты нормированной фукнции (-)- Значе ния содержимого регистров ординат функции в конце I и в начале 15 вре менного участка вычитаются в блоке 13 вычитания с учетом знака каждой ординаты и результат поступает на блок 12 умножения. Произведение, пол ченное на выходе блока 12 умножения, суммируется в блоке 16 сложения с со держимым .регистра ординаты функции в начале 15 временного участка. Следовательно на выходе блока 16 сложе ния на выходе 25 в каждый временной интервал формируется значение ордина ты генерируемой функции, которая на каждом временном.участке получается путем трансформации нормированной функции во времени и в соответствии с заданными значениями ординат функции в начале и в конце этого временного участка. 8 общем случае генерируемая на данном участке функции может изменить и знак согласно формуле Sbtxi (±K).. После заполнения второго счетчика 8, т. е. после выборки последнего кода ординат нормированной функции, на выходе переполнения счетчика 8 по является импульс, который разрешает, проведение обновления в регистрах 1, 1й, 15 и 9 соответственно кодов временных интервалов, кодов ординат фун ции в конце и в начале нового времен ного участка, а также на выбор очередного запоминающегоустройства. На фиг. 2а представлен график одной из нормированных функций (sin х) На фиг. 26 представлен график функций, вырабатываемых функциональным генератором при различных значени; к кодов ординат функции в начале и конце заданного временного участка Как видно из работы функционального преобразователя, существенным отличием его от известного является возможность воспроизведения более сложных функций, чем прямая линия, например степенных, показательных, тригонометрических, гиперболических и т. д. Причем функции воспроизводятся с любыми наперед заданными значения ми функции в начале и конце временного участка, который тоже может меняться. Это расширяет функциональные возможности устройства и дает возможность использования его в качестве высокочастотного генератора сложных функций для систем автоматического управления динамическими испытаниями на прочность натурных конструкций. Предлагаемое устройство может работать совместно с ЭВМ, при этом сигнал на выходе переполнения счетчика 8 является инициирующим для выполнения очередного цикла вычисления задаваемой функции. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий регистр интервалов, первый и второй регистры ординат, четыре группы элементов И, элемент ИЛИ, эле-, мент задержки,, два счетчика, дешифратор нуля, генератор импульсов, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен через дешифратор нуля с входом элемента за- . держки и счетным входом второго счетчика , выход переполнения которого соединен с первыми входами элементов И/ первой, второй и третьей групп, вторые входы которых соединены с входами задания начальных условий преобразователя, выходы элементов И первой группы соединены с первыми входами элемента ИЛИ и входом регистра интервалов, выход которого соединен с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходом элемента задержки и вторыми входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика, выходы элементов И второй и третьей групп соединены с входами соответственно первого и второго регистров ординат, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности j в него введены группа блоков памяти, коммутатор, блок умножения, блок сложения, блок вычита ция и регистр функций, вход записи которого соединен с выходом переполнения второго счетчика, выход регистра функций соединен с управляющими входами блоков памяти группы, информационные входы и выходы которых соединены соответственно с выходом разрядов второго сметмика и входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока вычитания и первым рхо дом блока сложения, второй вход кото-«О рого соединен с выходом второго регистра ординат и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом регистра ординат, выход блока сложения соединен с выходом преобразователя, вход задания вида функции которого соединен с информационным входом регистра функции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N° 622090, кл, G Об F 7/38, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР № 398969, кл. G Об F 3/00, 1973 (прототип).

Vf. f

//opffy/fG ffifMmr // Ж

ffifjf ef

/If e y/syf/fffjr

/f/7y

r. .ff

f. f,- /fff ff,ff

d.,f