Число-импульсный функциональный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06F17/10 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах измерения и контроля температуры для линеаризации характеристик первичных измерительных преобразователей.

Известно устройство, содержащее счетчик импульсов входной частоты, счетчик прираБ)ений, схему сравнения, образующие двоичный делитель и счетчик результата (1.

Недостатками этого устройства являются невысокая точность и узкие функциональные возможности, вызванные тем, что на оба входа двоичного делителя, реализующего зависимость ZeX/yа, где.х - переменная, поступающая в виде импульсной последовательности на вход делителя; у - переменная, поступающая на вход счетчика приращений} а - коэффициент пересчета счетчиков, подается входная импульсная последовательность х, в результате чего на его выходе не может появиться более одного импульса.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является преобразователь, содержащий счетчики, хтзуппу элементов И с элементом

ИЛИ на выходе, элемент задержки и элемент ИЛИ t lНедостатком устройства являются узкие функциональные возможности, о.граниченные тем, что преобразователь пригоден для воспроизведения функциональной зависимости только одного вида, а это сужает область применения устройства, тогда как при проектиро10вании аппроксиматоров, применяемых в устройствах линеаризации, часто возникает необходимость в функциональных преобразователях, воспроизводящих подобные функции, но имеющие

15 при одинаковых значениях аргумента различную кривизну.

Цель изобретения - расширение класса решаег их задач за счет возможности дополнительного воспроизве20дения нелинейных зависимостей с переменной крутизной.

Поставленная цель достигается тем, что в число-импульсный функциональный преобразователь, содержащий

25 два счетчика, первую группу импульсно-потенциальных элементов И и два элемента ИЛИ, входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами импульснопотенциальных элементов И первой груп30пы, импульсные входы которых соединены с выходом первого счетчика, вход которого соединен с входом преооразс вателя, выход второго счетчика соединен с дотенциальными входами импульсно-пртенциальных элементов И первой группы, введены вторая группа импульсно-.потенциальных элементов И, ключ и импуль,сный сумматор-вычит.ател первый вход которого соединен с выходом ключа, первый и второй входы которого соединены срответствённо с входом преобразователя и выходам вто рого элемента ИЛИ, входил которого со динены с выходами импульсно-потенциальных элементов И второй группы,импульсные и потенциальные входы которых соединены соответственно с выходамн младших и старших разрядоа. первого счетчика, выход первого элемента ИЛИ соединен с втЪрьш входом импульсного сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом : второго счетчика и выходом преоб азователя. На чертеже представлена блок-схем преобразователя. Число-импульсный функциональный преобразователь содержит вход 1 преобразователи, двоичные умножители 2 и 3, счетчики 4 и 5, группы 6 и 7 им пульсно-потенциальных элементов И,. импульсный сумматор-вычитатель 8, . ключ 9, входы 10 и 11 ключа, выход 12 преобразователя, элементы ИЛИ1.3и1| Счетчик 4 с группой б образуют первый (классическ11й) двоичный умножитель 2 частоты. Счетчик 4 и группа 7 образуют второй двоичный умйожитель 3. Этот умножитель отличается от обычного тем, в йем функцию счетчика-делителя и управляющего счетчика эыпол няет один и тот же счетчик, в данном случае счетчик 4. Если на вход этогчэ .умножителя в виде импульсной последовательности поступают приращения dy числа X, импульсная последовател ность dy на его выходе определяется выражением , где 3 - коэффициент пересчета счетчи ка 4. Устройство работает следующим образом. Пусть вначале через ключ 9 проходит импульсная последовательность, поступающая на первый вход 10 ключа и не проходит импульсная последовательность,- поступающая на его второй вход 11. На вход .1 в виде импульсной после довательности поступают приращения dx переменной х. Тогда в пределах изменения переменной х в счетчике 4 записывается число Ч . (1) О Приращения dv на выходе группы 7 определяются приращениями dx, поступающими на вход счетчика 4, и управляющим числом X, записанным в счетчике 4 dy.2 где а - коэффициент пересчета счетчика 4. Значение приращений dz на выходе труппы 6 определяются приращениями GJv I поступающими на вход счетчика 5 с выхода импульсного сумматора-вычитателя 8, и управляющим числом х, записанным в счетчике 4. Так как приращения dv на выходе блока 8 определяются из выражения av ay±dZ,(4) где знак + - при работе блока 8 в режиме сложения} знак - - 8 режиме вычитания V импульсных последовательностей, то подставив в выражение (4) значения выражений (2) и (3) имеем av 2f42i|i ..(5) Разделив переменные, получим dv-s|;ax.(6) Чийло у , записанное в счетчике 5, определяемся иэ вьфажёмия V. « (7) откуда ,.,х-ае . Чх-аС ; Пусть теперь через ключ 9 проходит мпульсная послвдкувательность, постуакяцая на второй вход 11 ключа, и не роходит импульсная последовательость, поступающая на его первый xofl 10. Тогда прираьпения dv на выходе блоа 8 опр еделяются из выражения av dx±dz Откуда dv . Число , записанное в счетчике , в этом случае определяется из ВыаженияJU. J ткуда v,ae,(Si-)t В формулах (8) и (13) знак + при работе импульсного сумматора-вычитателя 6 в режиме вычитания импуль сных последовательностей; знак - в режиме их сложения. Функцию, выполняемую ключом 9,. можно записать для входа 10 если К.. 0; если К, 1, для., вход а 11 « С если к 0; если К 1. Тогда работу преобразователя, в общем случае, можно описать выргикени ем t i г ,v-K,)taeHC). U) в рассмотренных режимах работы преобразователя управление группами элемеНтоа И осу1кествляётся кодом числа, поступииаего в счетчик 4. .. Пусть через ключ 9 проходит им,грул)Ьсная последовательность, поступающая на второй вход 11 ключа, и не прохрдшт импульсная последователь ность, поступающая а его первый вхо 10, импульсшлй су1)«4атор-вычитатель 8 работает в режиме сложения их, а управление группой 6 .элементов И осуществляется дополйительным кодом чис ла, поступаквдего в счетчик 4, Тогда работа преобразователя описывается уравнением (вывод егчэ аналогичен пре дащущим) Сравнительный анализ прототипа и предлагаемого преобразователя позволяет утверждать, что класс воспроизводимых предлагаемым устройством фун кций вида (8), (13) и (18) значитель но расширен. Это подтверждается тем (16) что данный преобразователь воспроиэ водит функции вида (8), (13) и (18) |i тогда как прототип - только функции вида (18).Формула изобретения Число-иМпульсный функциональный преобразователь, содержшций двг счетчика, первую группу импульсно-потенциальных элементов И и два элемента ИЛИ, входы первого элемента ИЛИ соединены с вы. импульсно-потенциальных элементов И первой группы,, импульсные входы которых соединены с выходом первого счетчика, вход которого соединен с входом преобразователя, выход второго счетчика соединен с потенциальными входами импульсно-потенциальных элементов И первой группы, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности дополнительного воспроизведения не-, линейных зависимостей с переменной крутизной, в него введены вторая группа импульсно-потенциалышх Элементов И, ключ и импульсный сумматорвычитатель, пертлй вход которого соединен с выходом ключа, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом преобразователя и выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами импульсно-гпотенциальных элементов И второй группы, импульснью и потенциальные входы которых соединены соответственно с выходами младших и старших разрядов первого счетчика, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом -импульсного сукматора-вычитателя, выход которого соединен с входом второго счетчика и выходом преобразователя. Источники информации, приня1%1е во внимание при экспертизе 1.Taylor D., Rao D.N . , Ни I Iеу I, Pulse Rate Processing.- Electroniс Equipment News, 1972, v.14, 1, pp.-47-49. 2.Авторское свидетельство CCClP 572783, КЛ. G 06 F 15/31, 1976 (прототип).