Устройство для вычисления показа-теля экспоненциальной функции

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСК©МУ СВКДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61)„Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 259679 (Щ 2787815/18-24 ®) М Кл с присоединением заявки Мо

- G 06 G 7/24

Гоеударствеиный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2304,81, Е юллетень Ио 15

Дата опубликования описания 23. 04 ° 81 (53) УДК 681.33 (088. 8) В. Н. Михайлов, Б. А. Предеин, ф Г; СЬЖПИНЬ и В.И. ЧерФиков ) P2) Авторы изобретения (71) Заявитель

ГН i ftfg (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ

ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь- а зовано при исследовании в физических, химических н других отраслях как, например, цепных реакций, или радиоактивного распада описываемых экСпоненциаяьной функцией.

Известно устройство для вычисления показателя экспоненциальной фун-. кции, содержащее блок логарифмирова. ния, схему сравнения, цифроаналоговый преобразователь, счетчик, управляемые ключи, генератор тактовых им» пульсов. Исследуемое напряжение логарифмируется, а изменение логарифма в 35 течение определенного временного интервала вычисляется цифровым методом., Полученное показание счетчика является средним значением величины показатели функции flj ., :М

Однако устройство имеет низкув точность, обусловленную аппаратурными, погрешностями логарифмирования и наличием помех, содержащихся во входном сигиаие, и большие аппаратурные затраты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство измерения показателя экс". ионенты, содержащее два НЬроговых 30 элемента, триггер и измеритель вре= меннйх интервалов с генератором импульсов,к почом и счетчиком.

@счисление показателя основано на измерении длительности зременного интервала rit между. моментами времени, в которые измеряемый сигнал принимает заданные амплитудные значения А и

А2 . При этом показатель равен

К = -2 f21 °

Недостаток устройства заключается и том, что при наложении помехи на исследуемый сигнал имеет место погрешность в определении искомого интервала времени, которая целиком перемюдат s погрешность вычисления показетеия Ке

Цель иэОФретения - повышение точности, Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления показателя экспоненциальной функции, содержащее первый и второй пороговые элементы, первые входы которых соединены с информациойньза входом устройства, вторые входы — с шинами соответственно первого и второго эталонного напряжения, выходы пороговых

824230 элементов соединены с входами триг.гера, выход которого соединен с управляющим входом ключа, и аналогоцифровые преобразователи, содержит интегратор, блок вычитания и блок деления кодов, при этом информацион ный вход устройства связан через ключ с входом:,интегратора, выход которого через первый аналого-цифро вой преобразователь связан с первым ,входом блока деления кодов, шины: первого и второго эталонного напряже-. ния соединены с с ответствующими вхо/ дами блока вычитан я, выход которого через второй аналого-цифровой преоб- разователь связан с вторым входом: блока деления кодов.

На чертеже -изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит пороговые элементы 1 н 2, ключ 3, триггер 4, интегратор 5, аналого-цифровой преоб- 2Î разователь 6, блок 7 деления кодов, блок 8 вычитания, аналого-цифровой прреобразователь 9, информационный вход 10 устройства, шины 11 и 12 эталонных напряжений, выход 13. 75

Устройство работает следующим образом °

При достижении входным сигналом нижнего заданного уровня AÄ срабатывает пороговый элемент 1 и перебрасывает триггер 4, отмечая начало интервала интегрирования Конец

"3 ,интервала интегрирования tg. определяется моментом достижения входным сигналом верхнего эталонного уровня А и срабатыванием порогового элемента 2.

В результате входной сигнал интегрируется в течение времеци T. Интегральное значение сигнала U после преобразования в код поступает на 40 вход блока 7 деления кодов.

Одновременно разность эталонных значений А -А поступает на второй вход блока 7. На его выходе получается значение показателя экспоненциаль- у5 иой функции

Значение сигнала на выходе интег.— . ратора 5 равно

T KT 41 Kl

1„ - <4 —.М= (A;. ), .откуда К вЂ” ®- При этом йаличие интегратора 5, сглаживающего помеху, способствует повышению точности вычисления.

Это нетрудно показать.

Пусть имеется погрешностью Т формирования интервала времени Т из-за воздействия помехи в начале иатераала (в конце интервала относительное влияние помехи меньше) . Тогда; относительная погрешность определения по- 40 казателя .составит для известного устройства(ф= «(@ у, а для предлагаемого еКт 1 4 екат . 8 <2 ект ест к ест

Учитывая, что КТ)1, а. КАТ(<1, последнее выражение можно переписать (не учитывая знака) s виде ., у» ко

Поскольку е -1ъкТ, всегда 8 (Ю кт» причем чем больше пронзведенйе ХТ отличается от"единицы, тем больше выигрыш s точности в предлагаемом устройстве. Например, если КТ=З, ЬТО; Pl, то погрешности сопоставляемых устройств составят У„= 10%, dg-"

-2% °

Укаэанное .значение КТ=З характерно .и практически может лежать в диапазоне 2,5-5.

Высокая точность вычислений при наличии помех и простота аппаратурной реализации определяют техникоэкономический эффект от использования изобретения.

Формула изобре ения

Устройство для вычисления показателя экспоненциальной функции, содержащее первый и второй пороговые элементы, первые входы которых соединены с информационным входом устройства, вторые входы — с шинами соответственно первого и второго эталонного напряжения, выходы пороговых элементов соединены с входами триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа, и аналогоцифровые преобразователи, о т л ив ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит интегратор, блок вычитания и блок деления кодов„ при этом информационный вход устройства связан через ключ с входом интегратора, выход которого через первый аналогоцифровой преобразователь связан с первым входом блока деления кодов, шины первого и второго эталонного напряжения соединены с соответствующими входами блока вычитания:, выход которого через второй аналого-цифроt вой преобразователь связан с вторым входом блока деления кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент CN Р 2206967, кл. G 06 G 7/24, опублйк. 1974.

2. Акцептованная заявка Японии

Р 48-32926, кл. G 06 G 7/24, опублик. 1973 (прототип}.

824230 . Составитель Г. Осипов

Редактор А. Шишкина Техред A.Ñ âêà (Корректор, И. Демчик

Эаказ 2126/72 Тираж 745 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113045, Москва, ж 3g, Раушская иаб., д. 4/Ь

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