Устройство для воспроизведения функций

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах предварительной обработки информации. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции . Устройство содержит пять преобразователей 1-5 код - частота, два реверсивных счетчика 6, 7, четыре умножителя 19-22, сумматор-вычитатель 18, четыре элемента 8, 9, 23, 24 И и два элемента ИШ 10, 25. Поставленная цель достигается за счет более высокого качества аппроксимации. Кроме того, в данном устройстве точность выше в 1,57 раза, а диапазон изменения аргумента шире в 1,16 раза, чем в прототипе. 1 ил. ю СлЭ СП 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 06 F 7/556

2b

11

tZ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4101159/24-24 (22) 29.07.86 (46) 23,12.87. Бюл. N - 47 (7!) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) и Казахский политехнический инсти тут им. В.И.Ленина (72) Б.P.Ракишев, И.К.Кулуншаков, Н.N.Сафьянников и А.В.Петров (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 560233 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 1117647, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах предварительной обработки информации.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач sa счет обеспечения возможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции. Устройство содержит пять преобразователей 1-5 код — частота, два реверсивных счетчика 6, 7, четыре умножителя 19-22, сумматор-вычитатель 18, четыре элемента 8, 9, 23, 24 И и два элемента ИЛИ 10, 25, Поставленная цель достигается за счет более высокого качества аппроксимации. Кроме того, в данном устройстве точность выше в 1,57 раза, а диапазон изменения аргумента шире в 1,16 раза, чем Ж в прототипе. 1 ил.

1 13615

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах предварительной обработки информации.

l 5

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции.

На чертеже представлена блок-схема устройства °

Устройство содержит преобразователи 1-.5 код-частота ренерсинные счетчики 6-7, элементы И 8-9, элемент

ИЛИ 10, входы 11 15 устройства, выход 16 устройства, вход 17 устройства, сумматор-вычитатель 18, умножители 19-22, элементы И 23-24, элемент

ИЛИ 25 и входы 26-30 устройства.

Устройство работает следующим об- 20 разом.

Пусть в начальный момент времени счетчики 6 и 7 обнулены. На нход 12 поступает широтно-импульсный сигнал с относительной длительностью 8, íà 2В входы 11-15 поступают последовательности импульсов опорных частот Г „ =

=Г =Г =F, при этом с целью исклю- О2 ОЗ О чения наложения импульсных сигналов данные последовательности должны быть 30 сдвинуты по фазе одна относительно другой на время, равное или превышающее время срабатывания ренерсивных счетчиков. На входах 26-29 присутствуют коды чисел М Ь 2 13

Режим 1. На вход 30 устройства поступает сигнал U высокого уровня, инициирующий работу сумматора-вычитателя 18 н режиме вычитания, Под воздействием управляющего преобразо- 40 нателем 1 кода на суммирующий вход счетчика 6 начинают проходить импуль". сы с элемента И 8 н течение действия

KM-сигнала. Преобразователь 2 начинает вырабатывать импульсную последо- 4В вательность, так как управляющий им код, снимаемый с выходов умножителя

20, становится отличен от нуля. Последовательность импульсов с выхода преобразователя 2 поступает на вычи- В0 тающий. вход счетчика 6 и первый вход элемента ИЛИ 10. Одновременно код с выхода счетчика 6 поступает на второй вход сумматора-вычитателя 18. При этом управляющий преобразователем 1 код пропорционально уменьшается, что приводит к уменьшению количества импульсов, поступающих на суммирующий вход счетчика 6 во время действия

49 2

lllHM-сигнала, Аналогично работает и реверсивный счетчик 7, в цепи обратной связи которого включен преобра, зователь 4, выходные сигналы которого через элемент ИЛИ 25 поступают на его вычитающий вход. При этом сигналы с элемента И 9 проходят на выход элемента ИЛИ IO, так как поступление их на вход элемента ИЛИ 25 блокировано сигналом управления режимом. На суммирующий вход счетчика

7 поступает суммарная импульсная последовательность с выхода элемента

ИЛИ 10.

В основу работы устройства положен итерационный принцип усреднения импульсных потоков с использованием частотно-импульсной следящей системы.

В качестве схемы сравнения, вырабатывающей сигнал рассогласования, используется реверсивный счетчик, с IIo мощью которого осуществляется суммирование частот, вычитание и интегрирование полученной разности. Кроме главного контура отрицательной обратной связи имеется дополнительный контур на основе реверсивного счетчика 6. Условием динамического равновесия устройства является равенство приращений кодов суммирующих и вычитающих цепей н каждом счетчике в течение периода следования ШИИ-сигналов аргумента, т.е. равенство средних значений частот импульсных последовательностей, поступающих на суммирующие и вычитающие нходы счетчиков.

Динамическое равновесие счетчика

6 с учетом функционирования узлов 1, 2, 6, 8 и 18-20 и поступающих на них сигналов с шин 11-13, 17, 26, 30 и 27 будет при условии.

Fo (NN) N B= — N N

Ро2

2о с 1 2л с 2> где М - значение кода счетчика 6; и — разрядность преобразователя код — частота и умножителей.

В целях упрощения устройства с выходов умножителей, выполненных на базе микросхем серии 1802, снимается старшая половина разрядов произведения. Среднее значение частоты на выходе преобразователя 2 определяется следующим образом у01 NN1N2 О

1 2" Ы в+И

1361549

Средние значения частот импульс- На вычитающий вход счетчика 7 поданых последовательностей, поступаю- ется уравновешивающая частота щих на второй и третий входы элемента ИЛИ 10 с выходов преобразователя

5 » 2п 7

3 и элемента И 9, соответственно равны где М вЂ” значение выходного кода.

Исходя из условия динамического равновесия частот импульсных последовательностей, проходящих на входы счетчика 7, выражение для выходного кода устройства принимает вид

Р— — 1 Щ е

FÎ1

2 2" 3

F»

F=--NN8 3 2ь 4 2

И И» 8+gN И г + NN ъ + NtN») e + Ь Нз

N B+ N (1) Масштабируя величины N „- N „

1 j 2 мс кс где И вЂ” максимальное значение вы2 Мс кС ходного кода при следующих значениях

N т = 0,82405; > = 1,4053; N g =О;

N„ 0,17372, получаем рациональную дробь

«N> О, 17372 О + О 17015 В 25

N 9+ 1,7053 (N +N )N 8 = --N N

Fo Fî7

2" с 2п с

Аналогично для второго счетчика 7 (3) Режим 2. На вход 30 поступает сигнал низкого уровня, разрешающий работу сумматору-вычитателю 18 в режиме суммирования. При этом разрешается поступление сигналов с выхода элемента И 9 на вход элемента ИЛИ 25, а их

+ F03 F» Foi

2ь L «2 »- РЯБ» 6 + --„ т (4) 2

Решая систему уравнений (3) и (4) и принимая во внимание равенство опор- ных частот, получаем.

N „N4B Н И вЂ” N >Nq 11Р42 6 — И И Э

N,Е - 11

При масштабировании величин, входящих в уравнение (5), последнее принимает вид

Н2 NN» Е (N1N 2 N ыъ N INg2B Ы N Зз .N N„ 9- N

При следующих значениях N, =1,8452;

Nz = 6,5531; N> = 1,0002; N»=0,85019, получаем рациональную дробь

Nz 8 5019 -10 8 -2 53360-3 5520

N 9 -3, 5514. аппроксимирующую функцию е В е (О, 1) с относительной приведенной погрешностью, не превышающей 0,008Х.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает возможностью дополва аппроксимации.

Выражение (2) аппроксимирует Функ, цию 1п(1+ B), 0 е (О; 1) с относительной приведенной погрешностью, не пре" 30 вьппающей 0,0)4X. прохождение на вход элемента ИЛИ 10 блокируется. Таким образом, благодаря разнесению во времени сигналов равных опорных частот F » Р„» элемент

ИЛИ 10 суммирует частоты импульсных последовательностей, поступающих с преобразователей 2 и 3, а элемент

ИЛИ 25 — соответственно с преобразователя 5 и элемента И 9. Работа устройства в этом режиме происходит аналогично рассмотренному. Динамическое равновесие счетчика 6 описывается уравнением нительного, по сравнению с известным устройством, вычисления функции е

Кроме того, в предлагаемом устройст. ве точность вьппе, а диапазон изменения аргумента шире, чем в известном устройстве, при вычислении функции

1n(l+B) в 1,57 и 1,16 раз соответственно за счет более высокого качест61549 6

Составитель А.Зорин

Редактор В.Бугренкова Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 6291/48 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород,ул.Проектная,4

5 13

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения функций, содержащее с первого по пятый преобразователи код — частота, первый и второй реверсивные счетчики, первый и второй элементы И, первый элемент ИЛИ, причем первый вход первого элемента И соединен с выходом первого преобразователя код-частота, частотный вход которого подключен к входу первой опорной частоты устройства, второй вход первого элемента

И и первый вход второго элемента И соединены с входом широтно-импульсного сигнала устройства, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, вычитающий вход реверсивного счетчика, первый вход первого элемента ИЛИ соединены с выходом второго преобразователя код — частота, частотный вход которого соединен с входом второй опорной частоты устройства, вход третьей опорной частоты которого соединен с частотным входом третьего преобразователя код— частота, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к суммирующему входу второго реверсивного счет— чика, частотный вход четвертого и пятого преобразователей код-частота соединены с входами четвертой опорной частоты устройства, выход второго реверсивного счетчика соединен с выхоцом функции устройства и кодовым входом пятого преобразователя код— частота, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет воэможности дополнительного вычисления экспоненциальной функции, в него введены сумматор-вычитатель с первого по четвертый умножители, третий и четвертый элементы И и второй элемент. ИЛИ, причем первый и второй информационные входы сумматора-вычитателя подключены соответственно к входу хода

f0

45 масштаба устройства и выходу первого реверсивного счетчика, подключенного к входу первого сомножителя первого умножителя, выход сумматора-вычитателя подключен к входу первого сомножителя второго умножителя, вход второго сомножителя которого соединен с входом задания кода первого коэффициента функции устройства, выход второго умножителя соединен с кодовым входом четвертого преобразователя код — частота, второй вход первого умножителя соединен с входом задания кода второго коэффициента функции устройства, выход первого умножителя соединен с кодовым входом второго преобразователя код-частота, первые входы третьего и четвертого умножителей соединены с входом масштаба устройства, второй вход третьего умножителя соединен с входом задания кода третьего коэффициента функции устройства, выход третьего умножителя соединен с кодовым входом третьего преобразователя код — частота, второй вход четвертого умножителя соединен с входом задания кода четвертого коэффициента функции устройства, выход четвертого умножителя подключен к кодовому входу четвертого преобразователя код — частота, выход пятого преобразователя код — частота соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого объединен с первым входом четвертого элемента И и подключен к выходу первого элемента И, выход четвертого элемента И подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента И является инверсным и объединен с вторым входом четвертого элемента И, управляющим входом сумматора-вычитателя и подключен к входу управления режимом устройства,