Формирователь сложной функции Советский патент 1983 года по МПК H03K13/02 

. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СЛОЖНОЙ ФУНКЦИИ

Изобретение относится к аналогоцифровой вычислительной технике и может быть использовано в аналогоцифровых вычислительных комплексах и устройств ах автоматики.

Известен преобразователь код - фа;3а, содержащий блок квадратурных напряжений, коммутатор опорных напряжений, ключи.которого управляются двумя старшими разрядами п-разрядного кода N, функццокальные преобразователи блоки умноэкения и двухвходовый блок суммирования 1).

Недостатком преобразователя является возможность преобразования сигналов только синусоидальной формы.

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь сложной функции, содержащий генератор тактовых импульсов, триггер, элемент И, блок формирования адреса|В который входят переключатели с двоично-кодированными наборными дисками S - Sj и четыре преобразователя двоично-кодированного сигнала, в двоичный, основной счетчик, оперативный запоминающий узел, цифроаналоговый преобразователь, -блок управления, включающий триггер управления записью и триггер загрУзки адреса, блок формирования информации

с переключателями S,, 85, причем выход основного счетчика соединён с первым входом оперативного запоминающего узла, выход которого через

5 цифроаналоговый преобразователь соединен с выходом устройства, второй и третий входы оперативного запоминающего узла соединены с первым выходом блока управления и с выходом бло10ка формирования информации соответственно, первый выход триггера сое динен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом основного счетчика, а яторой и 15 третий входы основного счсгчика соединены с выходами блока управления-и блока формирования адреса-соответственно, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым вkoдoм эле20мента и 2 ..

Недостатком известного устройства является невозможность реализации per жима преобразователя код - фаза.

Цель изобретения - расширение

25 функциональных возможностей устрой, ства..

Поставленная цель достигается тем, что в известный формирователь, содержащий генератор тактовых импульсов,

30 триггер, .элемент И, блок фО шрования адреса, основной счетчик, опера тивный запоминающий узел, цифроаналоговый преобразователь, блок управ ления, блок формирования информации причем выход основного счетчика сое динен с первым входом оперативного запоминающего узла, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с выходом устройства, второй и третий входы оперативного (Запоминающего узла соединены с перв выходом блока управления и выходом блока формирования информации соответственно, первый выход триггера соединен с первым входом элемента И выход которого соединен с первым-вхо дом основного счетчика, дополнитель но введены блок установки начальног адреса, дополнительный счетчик, дис криминатор, блок задержки, первый и второй блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, причем генератор тактовых импульсов соединен-с первым входом до полнительного счетчика и через блок задержки с вторым входом элемента И второй выход триггера соединен с вто рым входом дополнительного счетчика выход которого дискриминатор соединен с первыми входами дополнительных первого блока элементов И и элементов ИЛИ, второй выход блока уп равления соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом основного счетчика, при этом второй вход первого блока элементов И соединен с первым выходом триггера, третий вход первого блока элементов И соединен с первым входом устройства, а выход - с первым входом блока элементов ИЛИ, первый вход второго блока элементов И.соединен с вторым выходом триггера второй вход - с выходом блока формирования адреса, а выход - с вторым входом блока элементов ИЛИ, второй вход устройства соединен с первым входом триггером и первым вхсдом эле мента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом триггера, при этом второй вход элемента И-НЕ соединен с выходом генератора тактовых импуль .сов, а третьи входы дополнительного и основного счетчиков соединены с выходом блока установки начального адреса и выходом блока элементов ИЛИ соответственно, На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальные схемы первого блока элементов И, второго блока элементов И и блока элементов ИЛИ. Формирователь сложной функции со держит генератор тактовых импульсов (ГТИ)1, триггер (Т)2, элемент И 3, блок 4 формирования адреса (БФА)4, основной счетчик (ОС)5, блок 14 задержкк, первый блок 15 злементов И, второй блок 16 элементов И, блок 17 элементов ИЛИ,, элемент ИЛИ 18, элемент И-НЕ 19, оперативный запоминающий узел (ОЗУ) б, цифроаналоговый преобразовате.пь 7 (ЦАП) , блок 8 управления (БУ) блок 9 формирования информации (БФИ), блок 11 установки нач льного адреса (БУНД), дополнительный счетчик 12 (ДО, дискриминатор 13(Д). ,. . Устройство функционирует в двух режимах: программирования ОЗУ б и преобразования код - фаза. Следует отметить, что первые входы ОС 5 и ДС 12 являются счетными, вторые входами синхронизации, а третьи - установочными. При этом единичное значение сигнала на входе синхронизации (высокий уровень) разрешает занесение информации с установочных входов. Нулевое значение сигнала на входе синхронизации разрешает заполнение счетчика счетными импульсами. Режим программирования ОЗУ б устанавливается нулевым сигналом на втором входе 21 устройства. При этом единичный сигнал на втором выходе Т 2 открывает второй блок 16 элементов К и устанавливает ДС 12 в режим приема кода по третьему входу (установочному) из 11. Нулевой сигнал на первом выходе Т 2 закрывает элемент И 3 и первый блок- 15 элементов И. При этом блокируется поступление тактовых импульсов на первый (счетный) вход ОС 5 и запрещается передача.кода с первого входа устройства 20. Дальнейшая работа устройства не отличается от работы прототипа в аналогичном режиме. В БФА 4 устанавливается код адреса, который через открытый второй блок 16 элементов И и блок 17 элементов ИЛИ поступает на третий вход ОС 5. Прием этого кода в ОС 5 синхронизируется импульсом, который с первого выхода БУ 8 через элемент ИЛИ 18 поступает на второй вход ОС 5. Необходимая информация, которая должна быть записана по выбранному адресу в ОЗУ б, формируется в БФИ 9„ Занесение информации в ОЗУ 6 синхронизируется сигналом Запись, который по второму выходу БУ 8 поступает на второй вход (запись/считывание) ОЗУ 6. Режим преобразования код - фаза устанавливается единичным сигналом на втором входе 21 устройства, П.ри этом после прихода первого тактового импульса с ГТИ 1 на первом выходе Т 2 появляется единичный сигнал, который открывает элемент И 3, разрешая прохождение тактовых импульсов с выхода, блока 14 задержки на первый вход ОС 5, и подготавливает к открыванию первый блок 15элементов И.

Нулевой сигнал на втором выходе Т 2, который появляется в момент времени tj, закрывает второй блок 16 элементов И и открывает,первый (счетный) вход ДС 12. ДС 12 хранит код Все единицы (который был в него занесен из БУНД 11), поэтому первый после смены режима импульс с выхода ГТИ 1 сбрасывает его в 0. . Йуле.вое состояние ДС 12 продлится до прихода второго после смены режима импульса с ГТИ 1.

В течение нулевого состояния ДС 1 Д 13 формирует е,циничный сигнал на своем выходе, который открывает первый блок 15 элементов И, обеспечивая прохождение информации от первого входа 20 устройства (входы управлени |фазой выходного напряжения устройства) через первый блок 15 элементов И и блок 17 элементов ИЛИ на третий (установочный) вход ОС5. Одновременно с этим сигналом на выходе Д 13 синхронизирует прием кода, который от первого входа 20 устройства поступает на третий вход ОС 5, проходя через элемент ИЛИ18 на второй вход ОС 5. При этом блокируется действие первого после смены режима импульса на выходе блока 14 задержки, который чер.ез открытый элемент ИЗ поступает на первый (счетный) вход ОС 5..

Далее в течение (где п - число разрядов ДС 12) импульсов тактовой частоты устройство работает так же, как прототип в режиме .воспроизведения сложной функции, т.е. тактовые импульсы с выхода блока 14 задержки увеличивают содержимое ОС 5. При этом выбираются коды из последовательно расположенных 2 ячеек ОЗУ 6, которые с помощью ЦАП 7 преобразуются в ансшогрвое напряжение. После прохождения 2 импульсов тактовой частоты после смены режима работы на выходе Д 13 снова формируетс единичный сигнал и начинается новый цикл работы преобразователя.

Анализ работы преобразователя показывает, что в начале цикла преобразователя в ОС 5 заносится код адреса от первого входа 20 устройства, с которого начинается формирование выходного напряжения. Изменением код на первом входе 20 устройства можно управлять фазой выходного напряжения в диапазоне . Первый блок 15 элементов И, второй блок 16 элементов И и блок 17 элементов ИЛИ реошизованы на двух- и трехвходовых элементах И-НЕ 22, 22 ц, 23i, 232,..., 24, 242,..-., 24п(фиг. 2).

Анализ принципа действия предлагаемого устройства показывает,что оно, сохраняя лучшие свойства прототипа

(возможность воспроизведения любой сложной функции с высокой точностью) обладает возможностями преобразователя код - фаза. Это свойство может использоваться для создания линейных и нелинейных аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей с аналоговыми.величинами в виде напряжений переменного тока для связи с ЦВМ, а также гибридных вычислительных устройств, обеспечивающих выполнние математических операций над цифрами и аналоговыми величинами в виде напряжения переменного тока,

В предлагаемом устройстве можно управлять фазой любой функции, гв то время как в известном - только гармонической. Кроме того, оно более технологично, поскольку состоит только из серийно изготавливаемых элементов (интегральных микросхем) счетчиков, дааифраторов, полупровод(няковых ЗУ и т,п. Известное устройство содержит дискретный преобразователь код - проводимость, воспроизводящий функцию специального вида, который серийно не выпускается. Линейность .управляющей характеристики предлагаемого устройства выше, чем у известного, и ограничена только числ разрядов.дополнительно введенных блоков ,

Формула изобретения

Формирователь сложной функций, содержащий генератор тактовых импульсов, триггер, элемент И, блок формирования адреса, основной счетчик, оперативный запоминающий узел, цифроаналоговый преобразователь, блок управления, блок формирования информации , причем выход основного счетчика соединен с первым входом оперативного запоминак;|цего узла, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с выходом устройства , второй и третий входы оперативного запоминающего узла соединены с первым выходом блока управления и выходом блока формирования информации соответственно, первый выход тригера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом основного счетчика, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены блок установки начального адрес дополнительный счетчик, дискриминатор, блок задержки, первый и второй блоки алиментов И, блок элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ,. причем генератор тактовых импульсов соединен с первым входом дополнительного счетчика и через блок задержки с вторым входом элемента И,, второй

выход триггера соединен с вторым входом дополнительного счетчика, выход которого через дискриминатор соединен с первыми входами первого блока элементов И и элемента ИЛИ, второй выход блока управления соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом основного счетчика, при этом второй вход первого блока элементов И. соединен с первым выходом триггера, третий вход первого блока элементов И соединен с первым входом устройств а выход - с первым входом блока элементов ИЛИ, первый вход второго блока элементов И соединен с вторым выходом триггера, второй вход - с выходом блока формирования адреса, а выход - с вторым входом блока элементов ИЛИ, второй вход устройства

п

LJ

Ц

J5

/7

и

W

соединен с первым входом триггера и первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом триггера, при этом второй вход элемента И-НЕ соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а третьи входы дополнительного и основного счетчиков соединены с выходами блок& установки начального адреса и выходом блока элементов ИЛИ соответст0 венно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

S с дискретно управляемыми параметрами. М. , Машиностроение, 1.977, рис. VI 34.

fZ

13

fO

иг. 1