Функциональный преобразователь для реализации функции вида @

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА-j ТЕЛЬ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИИ ВИДА 1/К содержащий первый и второй числоимпульсные умножители и вычитающий зчетчик, причем частотный вход устройства соединен с частотным входом первого число-импульсного умножи теля, управляющие входы которого под ключены к выходам соответствующих разрядов вычитающего счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации функции как при , так и произвольной дробной, В него введены первый и вто рой суммирукядие счетчики, управляемый делитель частоты, частотно-импульсный вычитающий блок и третий число-импульсный умножитель, причем управляющие входы третьего числоимпульсного умножителя являются входом кода показателя степени устройства , ВЫХОД первого число-импульсного умножителя соединен с частотным ВХОДОМ третьего число-импульсного умножителя, выход которого соединен с ВХОДОМ уменьшаемого частотно-импульсного вычитающего блока, вход вычитаемэго которого соединен с выходом второго число-импульсного умножителя , управляющие входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам первого суммирующего счетчика , ВХОД которого соединен с частотным ВХОДОМ устройства, выход переполнения первого суммируддаего счетчика соединен с входом второго суммирующего счетчика, разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам управляемого делитедгя частоты, частотный вход которого соединен с ВЫХОДОМ вычитающего блока, а ВЫХОД - с частотным входом второго число-импульсного умножителя и ВХО-, дом вычитающего счетчика.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5p 6 06 F 7/552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЦЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3525009/18-24 (22) 16.12.82 (46) 30.03.84. Бюл. Р 12 (72) М.A.Ãàâðèëþê, T.Ã.Ãàëàìàé, Л.В.Мороз и И.И.Уланова (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 553623, кл. 5 06 F 15/34, 1977.

2. Данчеев B.Ï. Цифрочастотные вычислительные устройства. М., "Энергия", 1976, с, 61, рис. 2 21 (прототип) . (54)(57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА ГЕЛЬ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИИ ВИДА 1/)Г, содержащий первый и второй числоимпульсные умножители и вычитающий счетчик, причем частотный вход устройства соединен с частотным входом первого число-импульсного умножителя, управляющие входы которого подключены к выходам соответствующих разрядов вычитающего счетчика, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воз-. можностей за счет реализации функции как при )(=1, так и произвольной дробной, в него введены первый и второй суммирующие счетчики, управляе„;,ЯУ„„ДЩДД Щ А мый делитель частоты, частотно-импульсный вычнтающий блок и третий число- импульсный умножитель, причем управляющие входы третьего числоимпульсного умножителя являются входом кода показателя степени устройства, выход первого число-импульсного умножителя соединен с частотным входом третьего число-импульсного умножителя, вьход которого соединен с входом уменьшаемого частотно-импульсного вычитающего блока, вход вычитаемого которого соединен с выходом второго число-импульсного умножителя, управляющие входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам первого суммирующего счет-I чика, вход которого соединен с частотным входом устройства, выход переполнения первого суммирующего счет- чика соединен с входом второго сум" мирующего счетчика, разрядные выходы которогоподключены к соответствую- Я щим входам управляемого делителя частоты, частотный вход которого соединен с выходом вычитающего блока, а выход — с частотным входом второго число-импульсного умножителя и входом вычитающего счетчика.

1083186

Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в качестве развертывающего функционального преобразователя, в частности .для внутрипериодного преобразования частоты импульсов в ее произвольную степень.

Известен цифровой функциональный преобразователь, содержащий реверсивный и суммирующий счетчики, две группы элементов И переноса, два делителя частоты, генератор опорной частоты, два элемента И, триггер, элемент задержки, элемент ИЛИ и блок управления j1).

Обладая широкими функциональными воэможностями, данный функциональный преобразователь имеет весьма существенный недостаток — диапазон значений преобразуемого входного сигнала число-импульсного кода не должен превышать величины емкости суммирующего и реверсивного счетчиков.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий два число-импульсных умножителя и вычитающий счетчик, причем частотный вход преобразователя соединен с частотным входом первого частотно-импульсного умножителя, выход которого подключен к частотному входу второго число-импульсного умножителя, выход которого соединен с входом вычитающего счетчика, разрядные выходы которого подключены 35 к соответствующим управляющим входам первого и второго число-импульсных умножителей и образуют выход устройства Г2).

К недостаткам известного преобра- 4Q зователя относятся его узкие функцйональные возможности: он реализует только преобразование типа 1/х, где х — число поданных на его вход импульсов. 45

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет реализации функции как при 8=1, так и произвольной дробной.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный преобразователь, содержащий первый и второй число-импульсные умножители и вычитающий счетчик, причем частотный вход устройства соединен с частот- ным входом первого число-импульсного умножителя, управляющие входы которого подключены к выходам соответствующих разрядов вычитающего счетчика, введены первый и второй суммирующие счетчики, управляемый 60 делитель частоты, частотно-импульсный вычитающий блок и третий числоимпульсный умножитель, причем управляющие входы третьего число-импульсного умножителя являются входом кода 65 показателя степени устройства, выход первого число-импульсного умножителя соединен с частотным входом третьего число-импульсного умножителя, выход которого соединен с вхо- дом уменьшаемого частотно-импульсного вычитающего блока, вход вычитаемого которого соединен с выходом второго число-импульсного умножителя, управляющие входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам пеувс ro суммирующего счетчика, вход которого соединен с частотным входом устройства, выход переполнения первого суммирующего счетчика соединен с входом второго суммирующего счетчика, разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам управляемого делителя частоты, частотный вход которого соединен с выходом вычитающего блока, а выход — с частотным входом второго число-импульсного умножителя и входом вычитающего счетчика.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого функционального преобразователя для реализации функций вида 1/х

Функциойальный преобразователь содержит суммирующие счетчики 1 и 2, число-импульсные умножители 3-5, управляемый делитель 6 частоты, частотно-импульсный вычитающий блок 7 и вычитающий счетчик 8. Число-импульсный вход устройства соединен с входами счетчика 1 и число-импульсного умножителя 4, управляющие вхоуЮ которого подключены к соответствующим разрядным входам вычитающего счетчика 8, а выход - к входу число-импульс . ного умножителя 5, на управляющие входй которого подан код требуемого показателя степени, а выход под-, ключен к входу уменьшаемого частотно-импульсного вычитающего блока 7.

Вход вычитаемого блока 7 соединен с выходом число-импульсного умножителя 3, управляющие входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами суммирующего счетчика 1, выход переполнения которого соединен с входом суммирующего счетчика 2, разрядные выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам управляемого делителя

6 частоты, вход которого подключе 1 к выходу частотно-импульсного вычитающего блока 7, а выход — к входам вычитающего счетчика 8 и число-импульсного умножителя 3.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Перед началом работы суммирующий счетчик 1 находится в нулевом состоянии. В суммирующем счетчике 3 записана единица младшего разряда, а в вычитающем счетчикер 8 - начальное значение у(0)=1-2 1, где

1083186

P — - число двоичных разрядов счетчиков 1, 2 и 8, число-импульсных умножителей 3 и 4 и управляемого делителя 6 частоты. На управляющие входы 5 -разрядного число-импульсного умножителя 5 подан код показа- 5 теля степени N= 2 /2э, где Z — натуральное. (Описание работы преобразователя ведется в терминах двоичных счетчиков, умножителей и делителей, хотя не исключено применение этих 30 элементов с произвольным основанием, например, десятичных ).

Пусть на вход преобразователя начинает поступать последовательность импульсов с частотой dx. Управляемый числом У (к), 0<У<1, число-им пульсный умножитель 4 реализует зависимость

В 1 =-2 dr ° (71

Х

dy dx — =-й х составляет результат функционального преобразования

2РЙ -Я 2Р<х < 22Р

Ф

Аргументом функции является число в суммирующих счетчиках 1 и.2 или приближенное число импульсов, поступивших на вход преобразователя.

Таким образом, предлагаемый преобразователь по сравнению с известным реализует функции как при й=1, так и произвольной дробной.

I ВНИИПИ Заказ 1755/43 Тираж 699 Подписное ююююююе юююю юююебвиЮюююеВ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

dZ= (x)olx, (q } где dZ - приращения на выходе число20 импульсного умножителя 4; у(Х) — текущее число в вычитающем счетчике 8.

На выходе число-импульсного умножителя 5 образуется последова тельность импульсов частоты дв=й1дх, (2)

I а на выходе частотно-импульсного вычитающего блока 7 — последователь-.. ность частоты

Q4 =d щ-jn (3) где 3 < — частота потока приращений на выходе число-импульсного умножителя 3. Приращения с выхода вычитаю-, щего блока 7 поступают на вход управляемого делителя 6 частоты, реализующего зависимость 40 ((+I

«ВУ

2 л где М вЂ” число переполнений сумчирую-„

2 щего счетчика 1, записанное в суммирующем счетчике . 2.

Число-импульсный умножитель 3 реализует зависимость а= В. (S)

Й„ 1

2 где Nq — целое число импульсов, записанное в суммирующем счетчике 1.

Совместйое решение уравнений (1) — (5) дает

ydx

dt 2N р

N +2. N1

Обозначим через х = М„ +2 Ng чисР ло поступивших на вход импульсов (эа исключением начальных 2 PJ . Тогда

Уравнение, описывающее работу вычитающего счетчика 8, составлено с учетом веса 2 " его младшего разряда, приписываемого импульса частоты dl

Из (6) и (7) следует уравнение

ds dx

1 — „=-й, (ь) х решение которого при заданных начальных условиях