Частотно-импульсный функциональный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G06F17/10 

(54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике и вычиспитепьной технике и может использоваться дпя воспроизведения функций, формируемых из частотно-импульсной входной поспедовательности. Известно устройство, содержащее генератор опорной частоты, выход которого соединен с сигнальным входом первого управляемого делителя частоты, выход которого является выходом преобразователя, и подключенного цифровыми входа- ми коэ()х{)ициента деления к первым выходам блока памяти, соединенного первыми входами с первыми выходами дешифратора l. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является частотно-импульсный функциональный преобразо ватель, содержащий генератор опорной часто ты, три управляемых делителя частоты, дешифрагор, блоки памяти и управления 2 Недостатками известных функциональных преобразователей являются ограниче ные функциональные возможности и по- . ниженная точность воспроизведения заданных функциональных зависимостей, обусловленные применением кусочно-линейной аппроксимации. Целью изобретения является повыще- ние точности воспроизведения футшпК, Поставленная цель достигается тем, что в частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий блок управления, блок памяти, дещифратор.два счетчика, первую группу элементов И и первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элемента И первой группы, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, первый вход блока управления соединен с входом пуска преобразователя, второй вход блока управления - с первым выходом дешифратора, второй вход которого соединен с информационным входом блока памяти, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, дополни,тельно введены вторая группа элементов И, второй элемент ИЛИ, импульсный сумматор, импульсный cyMifoiaTOp-вычита.тепь, элемент 2И--ИЛИ, управляемый делитель частоты и реверсивный счетчик результата, вход записи которого соединен с первым выходом блока памяти, вто рой выход которого соединен с первыми входами элементов И второй, группы, вто рые входы и выходы которых соединены соответственно с выходами первого счет чика и входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми вхо дами импульсного сумматора и элемента , второй, третий и четвертый вхо ды которого соединены соответственно с выходом импульсного сумматора-вычитателя, вторым и третьим.выходами блока управления, первый выход которого соединен с установочными входами перво го и второго счетчиков, управляемого Де лителя частоты и реверсивного счетчика результата, вход управления режимом и счетный вход которого соединены соответ ственно с четвертым выходом блока управления и выходом блока управляемого делитепя частоты, управляющий и счетны входы которого соединены соответственно с третьим Еыходом- бпока памяти и выходом элемента 2И-ИЛИ, выход импугаьсного сумматора-вычитателя соединен с вто рым входом импульсного сумматора, выход которого соединен со счетным вхо. дом второго счетчика, выход первого эле мэнта ИЛИ соединен с первым входом им пульсного сумматора-вычитатепя, управля ющий вход которого соединен с пятым вы ходом блока управления, вход первого счетчика - с входом тактовой частоты преобразоватепя и вторым входом импуль ного сумматора-вычитателя. . При этом блок управления содержит группу элементов НЕ, коммутатор, формирователь импульсов и четыре элемента ИЛИ, входы которых соединены с выхоДами коммутатора, первая группа входов которого соединена с выходами элементов НЕ группы, выходы которых соединены со второй группой входов коммутатора и вторым входом блока управления, первый вход которого соединен с вх дом формирователя импульсов, выход которого подключен к первому выходу блока управления, второй, третий, четвертый и пятьгй выходы которого соединены соответственно с выходами второго, третьего, четвертого и первого элемен- тов ИЛИ. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на , 2 - то же, блока управления. Частотно-импульсный функциональный преобразователь содержит элементы ИЛИ 1и 2, управляемый делитель 3 частоты, импульсный сумматоо-вычитатель 4, дешифратор 5, блоки 6 и 7 памяти и управления, элемент 2И-ИЛИ 8, реверсивный счетчик 9 результата, импульсный сумматор Ю{ счетчик 11, группу 12 элементов И, счетчик 13 и группу 14 элементов И. Блок 7 управления содержит группу 15 элементов НЕ, формирователь 16 импульсов, элементы ИЛИ 17-2О и коммутатор 21. Счетчики 11 и 13, группа 12 элементов И и элемент ИЛИ 1 образуют управляемый делитель частоты (УДЧ) 1, счетчики 13 и 14, группа 14 элементов И и элемент ИЛИ 2 - УДЧ 2. , Преобразователь работает следующим образом. По сигналу Пуск все блоки устройства устанавливаются в исходное состояние, и по сигналам на управляющих выходах блока 7 управления устанавливаются режимы работы блока 4, элемента 2ИИЛИ 8 и счетчика 9 результата. По сигналу из блока 7 управления, поступающему на вход блока 6 памяти, в счетчик 9 результата записывается начальное число NO, Блок 7 управления может разрещать и запрещать прохождение импульсной последовательности с выхода УДЧ 2и с выхода блока 4 через элемент 2ИИЛИ 8. Для определенности, пусть вначале- счетчик результата 9 работает в режиме сложения, элемент 2И-ИЛИ 8 разрешает прохождение только импульсной последовательности с выхода блока 4, который работает в режиме вычитания импульсных последовательностей. На вход счетчика 13 поступает импульсная последовательность с частотой fo- За некоторое время t в счетчике 13 записывается число N,-fot Частота на Выходе блока 4 (работающего в режиме вычитания) ,Частота, поступающая с выхода эпе 1ента ИЛИ 1, fo N Ni iv4V где частота, поступающая с выхода УДЧ 2 на вход блока 1О; коэффициент деления УДЧ 2 на VI-м участке аппроксимации; .- коэффициент пересчета счетчиков УДЧ 1. г г lii ie. ilЧ Нл Гг o N |K |иMи1-l ,./-foi/KiHNn, о 4-N / N.fl.

На вход счетчика 9 результата поступают импульсы с частотой , О j-fpt- ) За период времени ,до1и в счетчике 9 результата фиксируется число ty, i-(), c3(fot)No-i-I-t«., Чи iHfo-tfNy .n , o4i-i K (f и --I )j NM I где NOI - конец предыдущего участка ап- проксимации по функции. Мы рассмотрели работу на произвольном VI -м участке аппроксимации. Общая формула преобразования имеет p-v.fM-T- v11 г о 11/ . -jr-l o-t.-fo-tv-,) 11 В формуле (8) знак +- обозначает, что счетчик 9 результата работает в режиме сложения (при возрастающем измененйи функции), знак - - в режиме вычитания (при убывающем изменении функ-. ции). Формула наглядно показывает, что в указанном преобразователе совмещены преимущества нелинейной (часть а формулы 8) и линейной (часть ff формулы 8) аппроксимации. Изменяя коэффициент К i оказывают влияние на линейную и не96085 10 15

v«o i4I«-(

ot

fot;-, 40 (8) 45 40 6 линейную части формулы, и, следовательно, можно изменять кривизну аппроксими руюшей функции, т.е. с необходимой точностью приближаться к аппроксимируемой функции. Коэффициент K/jV также выбирается из условия обеспечения наилучшего приближения функции. В известном устройстве дпя увеличения точности необходимо увеличить количество участков аппроксимации. В том случае, когда блоком 7 управления размещено прохождение через элемент 2И-ИЛИ 8 импульсной последовательности с выхода блока 4, работаю-шего в режиме вычитания, и импуш сной последовательности с выхода УДЧ. 2 формула преобразования имеет вид Uotr5ot,.,..V-(9) vio. r-lNrr,)EH- :lirii;Mi -i iri4,L mv X,,/ .,В данном случае для воспроизведения заданной функции применяется нелинейная аппроксимация и необходимая точность аппроксимации обеспечивается выбором соответствукицих коэффициентов K-li и К 21Устройство обеспечивает возможность и линейной аппроксимации. В этом случ е блок 7 управления запрещает прохождение через элемент 2И-ИЛИ 8 импупьсной последовательности с выхода блока « разрешает прохождение импульсной последовательности с выхода УДЧ 2. Формула преобразования в этом случае имеет вид . ,4f ll(iotr.-,) ° т- Аналогично работает преобразователь « « о случае, когда сигналом с выхода блока 7 управления блок 4 работает в реяшме сложения. Формулы преобразования в этом случае имеют вид , . . -(Vi-«oV.) для случая, когда через элемент 2И-ИЛИ 8 не проходит импульсная последовательность с выхода УД Ч 2, и Нуу11 1оЬ. f,( N --N t.t для случая, когда через элемент 2И-ИЛИ 8 проходят обе импульсные последоватеп ч, ° Узлы аппроксимации определяются-с помощью счетчика 13 и дешифратора 5, По сигналу с дешифратора 5 блоком 7 управления в начале каждого участка аппроксимации устанавливаются требуемые режимы работы блоков устройства и по дается кодовая комбинация из блока 6 памяти на управляющие входы управляемых Делителей частоты, чем обеспечивается требуемый коэффициент деления этих делителей. В устройстве, кроме того, предусмотрена возможность комбинирования различ ных режимов работы на разнь1Х участках аппроксимации. Элементы задержки, обеспечивающие несовпадение во времени, где это необходимо, импульсов импульсных последо)-ватепьностей входят в состав импульсных сумматора и сумматора-вычитателя. Таким образом, предлагаемый функциональный преобразователь, по сравнению с известным, обладает значительно большими функциональными возможностями, так как воспроизведение заданных функциональных зависимостей может производаться комбинацией нелинейной и линейной аппроксимации, а также при помощи чисто нелинейной и чисто линейной ап,проксимации, тогда как в известном устройстве предусмотрена только линейная аппроксимация функций, и позволяет обес печить значительно большую точность воспроизведения широкого класса функций Формула изобретения 1, Частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий блок памяти, дешифратор, два счетчика, первую группу элементов И и первый элемент ИЛИ; входы которого соединены с выхода ми элемента И первой группы, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второ40го счетчиков, первый вход блока управления соединен с входом пуска преобразоватепя, второй вход блока управления - с первым выходом дешифратора, второй вход которого соединен с информационным входом блока памяти, управляющий вход которого соеДине.н с первым выходом блока Управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроиаведения функций, в него введены вторая группа элементов И, второй элемент или. имщльсный сумматор, импульсный -сумматор-вычитатель, элемент 2И-ИЛИ, управляемый делитель частоты и реверсивный счетчик результата, вход записи которого соединен с первым выходом блока памяти, второй выход которого соединен с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходами первого счетчика и входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами импульсного сумматора и элемента 2И-ИЛИ, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом импульсного сумматора-вычитателя, вторым и третьим выходами блока управления, первый выход которого соединен с установочными входами первого и второго счетчиков, управляемого делитепя частоты и реверсивного счетчика результата, вход управления режимом и счетный вход которого соединены соответственно с четвертым выходом блока управления и выходом блока управляемого делителя частоты, управляющий и счетный входы которого соединены соответственно с третьим выходом блйЕЭ памяти и выходом элемента 2PJИЛИ, выход импульсного сумматора-вычитателя соединен с вторым входом импупьсного сумматора, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика,выхоц . первого элемента ИЛИ соединен с первым входом импульсного сумматора-вычитателя, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока управления, вхоД первого счетчика - с входом тактовой частоты преобразователя и вторым входом импульсного сумматора-вычитатепя. 2. Преобразователь по п. 1, о т л и чающийся тем, что блок управления содержит группу элементов НЕ, коммутатор, формирователь импульсов и четыре элемента ИЛИ, входы которых соединены с выходами коммутатора, первая группа входов которого соединена с выходами элементов НЕ группы, входы кото996рых соединены со второй группой входов коммутатора и вторым входом бпока управления, первый вход которого соединен с входом формирователь импульсов, выхоа которого подключен к первому вь коду блока управления, второй третий, четвертый и пятый выкоды которого соединены соответссвенно с выходами второго, третье100 элемонтов первого го, четвертого ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетепьство СССР № 369683, кп. Н ОЗ К 3/72, 1971. 2.Авторское свидетепьство СССР № 543945, кл. G Об F 15/34, 1977 (прототип).

Фиг.1