Универсальный числовой функциональный

 

ОПИСАНИЕ 386430

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.1.1971 (№ 1620349 л18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14Х1.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 21,1.1974

М. Кл. G 06j 3, 00

G 08с 9/00

Государстненнь1й комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и отнрытий

УДК 681.142.07:53. .087.92 (088.8) Авторы изобретения

Ю. Н. Ефимов и О. Б. Станишевский

Таганрогский радиотехнический институт

Заявитель

УНИВЕРСАЛЬНЪ|Й ЧИСЛОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТИПА «ПРИРАЩЕНИŠ— ПРИРАЩЕНИЕ»

Изобретение относится к области вычислительной техники и может применяться в цифровых интегрирующих машинах.

Известен числовой функциональный,преобразователь типа «приращение — приращение», содержащий линейные преобразователи «приращение — приращение», реверсивный счетчик приращения аргумента, дешифратор, схемы с бо р к и и кл ючи.

Недостатком известного устройства является .невозможность реализации произвольной функции, заданной графически или таблично, и сложность настройки на отрабатываемую фун;кцию.

Цель изобретения — достижение воз можности реализации функций, заданных графически или таблично, упрощение конструкции и упрощение настройки на требуемую функцию.

Для достижения этого предлагаемый преобразователь дополнительно содержит запоминающее устройство знаков приращения наклонов и реверсивный счетчик приращения наклонов; один вход запоминающего устройства подключен к выходу реверсивного счетчика приращения аргугмента, а другой — к выходу вентиля, выход запоминающего устройства через схему формирования знака приращения наклонов соединен с управляющим входом реверсивного счетчика приращения наклонов, счетный вход которого через линию задержки подключен к выходу вентиля; выходы реверсивного счетчика приращения наклонов соединены соответственно со входами линейного преобразователя и входом схемы формирования знака приращения функции,,второй вход которой соединен с первым входом реверсивного счетчика приращения аргумента; второй вход реверсивного счетчика, приращения аргумента через вторую линию задержки соединен со входом

10 вентиля, второй вход которого соединен с выходами реверсивного счетчика приращения

asap гумента.

На фиг. 1 представлена блок-схема универсального числового функционального преобра15 зователя типа «приращение — приращение»; фиг. 2, 3, 4 поясняют его работу.

Преобразователь содержит реверсивный счетчик 1 приращения аргумента Лх, одноразрядное запоминающее устройство 2, линии за20 держки 8 и 4, реверсивный счетчик 5 приращения наклонов, линейный преобразователь б, схему 7 формирования знака приращения функции, вентиль 8, схему 9 формирования знака приращения наклона.

25 В преобразователе применен метод кусочнолинейной аппроксимации заданной непрерывной кривой. Такая аппроксимация может быть осуществлена с люоой наперед заданной точностью, определяющей количество линейных

30 отрезков.

386410 вход 10 и мпульса Лх и на управляющий вход

11 потенциала BHalKa приращения аргумента

Лхзн формирует число х=хm I ... xIxp, равное числу импульсов Лх или приращений Лх, отсчитанных от начала линейного отрезка.

При переполнении, т. е. при окончании очередного линейного отрезка, формируется импульс, поступающий на запоминающее устройство 2 на вход 12, и формируется номер оче60

В преобразователе весь диапазон изменения аргу мента х,разбит на 2 приращений Лх.

Количество приращений в каждом линейном отрезке равно 2", а количество линейных отрезков равно 2". При достаточно большом а 5 попрешность,кусочно-линейной аппроксимации достаточно мала.

Помимо кусочно-линейной аппроксимации в преобразователе применена ступенчатая аппроксимация каждого линейного отрезка, обе- 10 спечивающая квантование по независимой и зависимой переменным (фиг. 2).

При этом, входная информация — приращения Лх — представляется в импульсной форме (наличие импульса соответствует наличию при- 15 ращения, а отсутствие импульса — отсутствию приращения), выходная информация — приращения функции — представляется в форме единичных или нулевых потенциалов, соответствующих наличию или отсутствию прираще- 20 ний функции. Наличие ступеньки у ступенчатой кривой (фиг. 2) трактуется как приращение функции и реализуется единичным потенциалом на,выходе преобразователя, а отсутствие ступеньки трактуется как отсутствие 25 приращения функции и реализуется нулевым потенциалом.

Система импульсов, соответствующая приращениям аргумента, m система потенциалов, соответствующая приращениям функции, по- 30 строенные для кривой на фиг. 2, представлены на фиг. 3.

Преобразователь отрабатывает функции, масштабированные тик, что наклон их по модулю не превышает 1 — 2 — . Поэтому число 35 возможных наклонов линейных отрезков определяется числом приращений Лх в линейном отрезке. Таким образом, возможный наклон линейного отрезка можно представить в форме а 2 — ", где а,принимает любое из зна- 40 чен.ий О, 1, 2..., (2"" — 1).

Кусочно-линейная аппроксимация, используемая в преобразователе, несколько необычна. В соответствии с этой аппроксимацией наклон каждого линейного отрезка отличается 45 от наклона соседнего на минимально возможную величину 2-, так что соседние отрезки не,могут иметь одинаковый наклон. Этот способ требует хранения одноразрядных приращений наклонов отрезков вместо многоразряд- 50 ных наклонов, что резко снижает объем запоминающего устройства.

Преобразователь работает следующим образом.

Реверсивный счетчик 1 приращения аргу- 55 мента Лх при поступлении на его счетный редного отрабатываемого линейного отрезка. ,В качестве считывающего используется импульс, выработанный вентилем 8, открытым в начале каждого линейного отрезка, т. е, при нулевом состоянии счетчика 1, .и пропускающим на выход импульс Лх, задержанный линией задержки 8 на время окончания переходных процессов в счетчике 1. Этот импульс поступает на вход 13 запоминающего устройства 2.

Запоминающее устройство выдает знак приращения наклона очередного отрезка Ла,„.

Действительный знак приращения наклона

Ла„, формируется с помощью схемы 9, имеющей структуру, определяемую формулой:

I l

Л "зн — — Л"зн Л хм 1/ Л зн ЛАзн

Знак приращения наклона, выработанный схемой 9, поступает на управляющий вход 14 реверсивного счетчика 5,приращения наклонов, на счетный вход 15 этого же счетчика поступает считывающий импульс, задержанный линией задержки 4 на время окончания переходных процессов в запоминающем устройстве. Таким образом, в счетчике 5 формируется,величина наклона очередного отрабатываемого линейного отрезка.

Отличительной особенностью счетчика 5 по сравнению с обычными реверсивными счетчиками является то, что он работает в непрямом коде. Для этого в счетчике помимо цифровых разрядов предусматривается знаковый Ipaaряд, любое изменение состояния которого используется для сброса в нуль всех цифровых разрядов счетчика за исключением младшего.

Кроме того, знаки ориращений наклонов, хранимые в запоминающем устройстве, для отрицательных наклонов берутся обратными.

Таким образом, при:последовательном уменьшении наклонов в счетчике вслед за нулем

0.0...000 сфор мируется отрицательная единица

1. 0...001 в прямом коде. Поскольку, начиная с этого момента, наклоны становятся отрицательными и кодирование знаков приращений наклонов,в запоминающем устройстве меняется на обратное, то при дальнейшем QIMBHbшенин наклонов в счетчике фиксируются числа 1.0...010,,1.0...011, т. е. отрицательные двойка, тройка и т, д. При увеличении наклонов в счетчике, например, после отрицательной двойки 1.0....010 фиксируется отрицательная единица 1.0...001 и далее нуль 1.0...000.

Вслед за нулем в счетчике зафиксируется положительная единица 0.0...001.

Таким образом, в счетчике 5 формируется в прямом коде величина наклона отрабатываемого линейного отрезка, т. е.,модуль наклона а=а ь... а и знак наклона а3н.

Знак на клона а„, и знак .приращения аргумента Лх„, используются схемой 7 для формирования значка приращения функции. Стру ктурная формула схемы 7 имеет следующий очевидный вид:

4f (х),„= а,„Лх,„ l а,„Лх,„.

386410

Модуль наклона линейного отрезка а ь.. а и число х=х > ...х хо, содержащееся в счетчике 1 приращения аргумента и равное количеству приращений Лх, отсчитанных от начала линейного отрезка,,используются линейным преобразователем б, вырабатывающим единичный или нулевой потенциал, соответствующий наличию или отсутствию приращения функции Af(x) в точке х=х < ...x xo линейного отрезка, имеющего наклон а=

=а i....am.

Структурная формула линейного преобразователя может быть установлена в результате следующих рассуждений.

Представим число а=О, а > а > ... а,„в форме а=а < 00,10...00 +а >.0,010...00 +... +

+а 0,0....01, что соответствует представлению наклона а некоторого отрезка суммой наклонов 0,10...00, 0000, 00...01 отрезков, которые можно назвать основными.

Рассмотрим основные отрезки и ступенчатые,кривые, соответствующие нм (фиг. 4 для случая т=4). В частности, наклону 0,100...00 соответствует ступенчатая кривая фиг. 4а, где

Aif(x) =il во всех точках, где аргумент х=

=х ь.. xixo представляется числом с хо — — 1.

Поэтому. функция Af (х) может быть представлена в форме

Af(x) = а х,.

Наклону 0,010...000 соответствует ступенчатая кривая фиг. 4б, где Af(x) = 1 во всех точ,ках, где аргумент х представляется числом, у которого х х — — 10. Поэтому, функция Af(x) может быть представлена в форме

Л((х) =-a х,х,.

Аналогичные рассуждения позволяют утверждать, что наклону а=О,О ... а,О...О соответствует логическая функция

Ьf (х): o —; xi х1-2...х х .

Исходя из возможности, представления любого возможного наклона суммой основных наклонов и учитывая, что ступеньки ступенчатых кривых основных отрезков не могут на,кладываться одна на другую, логическая функция, соответствующая отрезку с произ10 вольным наклоном а=О, а а 2......,а может быть представлена в форме:

hf (х) = а > х, Q

\/ Й вЂ” 2 х хо /

V зх х, х, Q

Vа gх 1х 2 ° ° ° ° ° х

Эта формула является структурной формулой линейного преобразователя. Построенный в соответствии с этой формулой линейный преобразователь черезвычайно .прост и включает в себя т — 1 инвертор, т схем совпадения и одну схему сборки.

Предмет изобретения

Универсальный числовой функциональный преобразователь типа «приращение — приращение», содержащий реверсивный счетчик приращения аргумента, выходы которого соединены со входами линейного .преобразователя, схему формирования знака приращения наклона, схему формирования знака приращения функции, линии задержки и вентиль, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и сокращения оборудования, он дополнительно содержит за50 поминающее устройство знаков приращения наклонов и реверсивный счетчик приращения наклонов, один вход запоминающего устройства подключен к выходу реверсивного счетчика прира щения аргумента, а другой — к

35 выходу вентиля, выход запоминающего устройства через схему Формирования знака приращения наклонов соединен с управляющим входом реверсивного счетчика приращения на,клонов, счетный вход которого через линию

40 задержки, подключен к выходу вентиля, выхо,ды реверсивного счетчика приращения наклонов соединены соответственно со входами линейного преобразователя и входом схемы формирования знака приращения функции, вто45 рой вход которой соединен с аервым входом реверсивного счетчика при ращения аргумента, второй вход реверсивного счетчика приращения аргумента через вторую линию задержки соединен со входом вентиля, второй вход

50 которого соединен с выходами реверсивного счетчика приращения аргумента, 386410

Фиг Фа

Л (х/ Составитель И, Долгушева

Техред Л. Богданова

Корректор Т. Гревцова

Редактор Б. Наикииа

Заказ 3685/2 Изд. № 2012 Тираж 647 Подвисно е

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2