Устройство для изменения масштабов в аналоговых вычислительных машинах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ . МАСШТАБОВ В АНАЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства и соединен с входами блока установки начальных условий, выходами нодклгоченного к входу операционного усилителя, и блоков фиксации верхней и нижней границ диапазона интегрирования, выходы которых подключены к управгляющим входам блока установки началь ных условий, и интегрирующий конденсатор , включенный между входом и выходом операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства без снижения точности, в него введены п цифроуправляемьгх сопротивлений, п регистров сдвига, п блоков задания начального кода, задатчики верхней ,и нижней границ диапазона интегрирования и 2п элементов ИЛИ, причем цифроуправляемые сопротивления включены между соответствующим входом устройства для изменения масштабов н входом операционного усилителя, управляющие входы каждого цифроуправляемого сопротивления подключены к разрядным выходам Соответствующего регистра сдвига, соединенного установочными входами с высл соответствующего блока задания начального кода, входы сдвига влево и вправо каждого регистра сдвига подключены к выходу соответствующего элемента ИЛИ, первые входы которых соединены соответственно с задатчиками нижней и верхней границ со сл диапазона, а вторые входы подключены к выходам блоков фиксации верхней со Сй и границ диапазона интегрирования .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!!) (59 4 G 0! . 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3681945/24-24 (22) 28,12.83 (46) 30.1!.85. Бюл. Ф 44 (72) Р.К.Кудерметов и Г.Т.Мамонтов (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 474814. кл. G 06 G 7/12, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 489118. кл. G 06 G 7/00. 1974, Смирнов Б.С., Баду Е.И.Устройство автоматической смены масштабов для

АВМ.-Л.: Энергия, 1978, с.85 (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ

МАСШТАБОВ В АНАЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства и соединен с входами блока установки начальных условий, выходами подключенного к входу операционного усилителя, и блоков фиксации верхней и нижней границ диапазона интегрирования, выходы которых подключены к управ.—ляющим входам блока установки началь ных условий, и интегрирующий конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства без снижения точности, в него введены п цифроуправляемых сопротивлений, п регистров сдвига, п блоков задания начального кода, задатчики верхней ,и нижней границ диапазона интегрирования и 2п элементов ИЛИ, причем цифроуправляемые сопротивления включены между соответствующим входом устройства для изменения масштабов и входом операционного усилителя, управляющие входы каждого цифроуправляемого сопротивления подключейы к разрядным выходам соответствующего регистра сдвига, соединенного установочными входами с выходами соответствующего блока задания начального кода, входы сдвига влево и вправо кажцого регистра сдвига подключены к выходу соответствующего элемента ИЛИ, первые входы которых соединены соответственно с задатчиками нижней и верхней границ диапазона, а вторые входы подключены к выходам блоков фиксации верхней и нижней границ диапазона интегрирования.

Изобретение относится к вычисгпхтельной технике и может быть применено в аналоговых вычислительных ,машинах (АВМ) для решения систем линейных однородных и неоднородных дифференциальных уравнений.

Цель изобретения — упрощение устройства без снижения точности.

На чертеже представлена схема устройства для изменения масштабов в АВМ, Устройство содержит операционный усилитель 1 с интегрирующим конденсатором 2 в цепи обратной связи, блоки фиксации нижней 3 и верхней

4 границы диапазона интегрирования, цифроуправляемые сопротивления 5, подключенные к входу операционного усилителя 1, регистр 6 сдвига, сое-. диненный с управляющими входами цифроуправляемого сопротивления 5, элементы ИЛИ 7, первые входы которых соединены с выходами блоков фиксапии нижней 3 и верхней 4 границы диапазона интегрирования, а вторые входы подключены к задатчикам 8 верхней и нижней границ диапазона, блок 9 задания начального кода и, блок 10 установ <и начальных условий.

Операционный усилитель 1 с конденсатором 2 в цепи обратной связи образуют интегратор. Блок 10 установки начальных условий содержит первый конденсатор 11 один вывод кото. ого через ограничивающий ток заряда резистор 12 соединен с выходом операционного усилителя I и через нормально замкнутые контакты первого реле 13 соединен с вторым выводом этого же конденсатора. Второй вывод первого конденсатора II через нормально разомкнутые контакты первого реле 13 соединен с входом операционного усилителя I. Один вывод второго конденсатора 14 через нормально замкнутые контакты второго реле 15 соединен с вьжодом инвертора

16, вход, которого соединен с выходом операционного усилителя 1, а через нормально р зомкнутые контакты с входом опреационного усилителя другбй вывод второго конденсатора

14 через ограничивающий ток разряда резистор 17 соединен с шиной нулевого потенциала, обмотка IS второго реле, соединена с выходом блока фиксации нижней границы 3, а обмотка

19 первого реле — с выходом блока (компаратор) двух напряжений, одно из которых является значением границы диапазона, другое — значением переменной. Блок 9 задания начального кода реализован в виде клавишного регистра. Начальный код регистра сдвига 6 можно заносить и с цифровой вычислительной машины через соответствующий коммутатор. В качестве задатчиков 8 нижней и верхней границ диапазона интегрирования используются соответствующие выходы блоков фиксации нижней 3 и верхней 4 границ диапазона таких же устройств для. изменения масштабов в аналоговых вычислительных машинах, Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо решить систему линейных дифференциальных уравнений

x =

2-б21 1 22 Х ..- С 2, Х1 ° - 12 Хп ) Х =Ol Х+О\, Х +...+0I.Х ° +..Gl. Х

1 111 12 2 111 ln h>

30 х - х х + х х +...+4 .х +...+a х

П hh 1 п2 2 hj 1 " hn h

В исходном состоянии значения коэффициентов а„ устанавливаются на цифроуправляемых сопротивлениях

5 через регистры 6 с помощью блоков

9 задания начального кода. После начала интегрирования и при достижении переменной х, напряжения нижней границы диапазона блок 10 установки начальных условий увеличивает напряжение на конденсаторе 2 в два раза, а блок 3 фиксации нижней границы через элементы ИЛИ 7 вырабатывает импульс Ц, которыи сдвигает влево коды на регистрах 6 сдвига, соединенных с циф: оуправляемыми сопротивлениями 5, являющимися входами интегратора. При этом коэффициенты cl., м, ..., ct;„ увеличи> ваются в два раза. Одновременно с этим импульс 11; через соответствуюн щие элементы ИЛИ 7 поступит на шины сдвига вправо регистров сдвига 6, соединенных с цифроуправляемыми сопротивлениями 5, входы которых соединены согласно решаемому уравнению с выходом интегратора. Это вызовет

95361 2 фиксации верхней границы 4. В качест-. ве блока фиксации нижней границы 3 и блока фиксации верхней границы 4 используется устройство сравнения

1195361 уменьшение коэффициентов а,,а2, - а . в два раза ° Полученная новая система уравнений х =a„x +a х +...+-a,x +...ч х

1", 12 2 " "2 1i i " 1n n х2а х +a х +, — a х+...+a Х

2«222" 2 21 1 - 2n (2) х =2ц, Х +2 1 X2+ +2 2а .Х+...2a К

1 a\11 аг1 2 й1 00

x„=a ° .х +a 2х +...+-Ф . X.+...1а х hi A 2 " 2 ni 1 ппп эквивалентна системе (1), а масштаб переменной х; увеличился в два раза.

При достижении переменной х верхней границы диапазона блок 10 установки начальных условий интегратора уменьшает напряжение на конденсаторе интегратора в два раза,а блок фиксации верхней границы диапазона 4 через.элементы ИЛИ 7 вырабатывает импульс U; который сдвигает впра Н во коды на регистрах 6, соединенных, с цифроуправляемыми сопротивлениями

5, являющимися входами интегратора.

При этом коэффициент а „,, a 1„ уменьшаются в два раза. Одновременно с этим импульс О ", через соответствующие элементы ИЛИ 7 поступает на шины сдвига влево регистров сдвига 6, соединенных с цифроуправляемыми сопротивлениями 5, входы которых соединены согласно уравнению с соответствующим входом х, . Это вызывает увеличение коэффициентов в два раза. В резуль1п тате система уравнений (I) преобразуется к виду х,=а х +a 2.х +...+2а х +...+а х

1 2 " 1i

X2=a2q X„+a22X2+...+2a2. X.i ., а2„X

11 1 с. 12 2 2 11 1 " 2 in n х;=-„а„х 4а к +...+2- а. х.+...+-а. х

Х„ацХ,+а х2+...+2@ х +...+а х

1 n22 " ni i " sn

20 Система уравнений (3) также эквивалентна системе (1), а масштаб переменной х. уменьшился в два раза.

При переходе переменной в другие поддиапазоны процесс изменения мас2S штабов повторяется.

1195361

Составитель С.Белан

Редактор Л,Пчелинская Техред ЛЛартяшова Корректор М.Максимишинец

Заказ 7416/54 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул. Проектная,