Устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов

 

(72) Автор

«эобретеняя

А.В. Кондаков (71) Заяввтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПЕРЕИЕННЫХ

ВО ВРЕИЕНИ КОЭФФИЦИЕНТОВ!

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализиро.ванных устройствах автоматики и в составе гибридных вычислительных систем.

Известно устройство для одновре" менного воспроизведения нескольких переменных во времени напряжений, со.держащее генератор импульсов, блок управления, управляемый усилитель

-.частоты,"счетчик, блок памяти, цифро" аналоговые преобразователи, инвертор, сумматор, коммутатор и многоканальный запоминающий блок 31).

Недостаток устройства - ограниченная область применения, так как оно не позволяет формировать произведение независимых переменных на переменные во времени напряжения.

Известно также устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов, содержащее генератор . импульсов, управляющий регистр сдви2 га, счетчик, дешифратор, блок коммутации функций, блок памяти, переключающий блок, триггер знака, реверсивный счетчик и выходной цифроаналоговый множительный блок $23.

Данное устройство обладает высокой производительностью из-за практически мгновенного переключения вида воспроизводимых во времени коэффициентов, 10 . но имеет ограниченную область применения, так как не позволяет воспроизводить одновременно несколько переменных во времени коэффициентов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для воспроизведе" ния переменных во времени коэффициентов, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу основного элемента И и счетному входу первого счетчика, соединенного выходом старшего разряда со счетным входом второго счетчика, подключенного выходами разрядов к переоА группе входов первого дешифратора, соединенно40

S0

55 го выходом со входом блока памяти, подключенного знаковым выходом ко входу триггера знака, а цифровыми выходами - к первой группе входов преобразователя код-частота, соединенного второй группой. входов с выходами разрядов первого счетчика, а выходом - со вторым входом основного элемента И, подключенного выходом к счетному входу реверсивного счетчика, соединенного входом управления реверсом с выходом триггера знака, а выходами разрядов — с информационными входами основного регистра, подключенного выходами к цифровым входам основного цифроаналогового множительного блока, аналоговый вход которого является первым входом устройст,ва, а выход через основной операционный усилитель соединен с первым выходом устройства, причем выходы разрядов первого и второго счетчиков подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, соединенного выходом с управляющим входом основного регистра, а второй группой входов - с выхо дами аналого-цифрового преобразователя, подключенного входом к шине ввода развертывающего сигнала (3).

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, так как он позволяет воспроизводить одновременно только один приемный во времени коэффициент.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет одновременного воспроизведения нескольких переменных во времени коэффициентов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу основного элемента И и счетному входу первого счетчика, соединенного выходом старшего разряда со счетным входом второго счетчика, подключенного выходами разрядов к первой группе входов первого дешифратора, соединенного выходами со входами блока памяти, подключенного знаковым выходом ко входу триггера знака, а цифровыми выходами - к первой группе входов преобразователя код-частота, соединенного второй группой входов с выходами разрядов первого счетчика, а выходом — со вторым входом основного элемента И, подключенного вы$ 0

t$

2$

3S ходом к счетному входу реверсивного счетчика, соединенного входом управления реверсом с выходом триггера знака, а выходами разрядов - с информационными входами основного регист-. ра, подключенного выходами к цифровым входам основного цифроаналогового множительного блока, аналоговый вход которого является первым входом устройства, а выход через основной операционный усилитель соединен с первым выходом устройства, причем выходы разрядов первого и второго счетчиков подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, дополнительно введены и+1 элементов И (где и - количество одновременно воспроизводимых переменных во времени коэффициентов), и-1 регистров, и-1 цифроаналоговых множительных блоков, и-1 операционных усилителей, элемент заержки, второй дешифратор, третий счетик и счетчик по модулю и, соединенный выходами разрядов со второй группой входов первого дешифратора и входами второго дешифратора, каждый

i-ый (1(сп) выход которого подключен к первому входу i-го дополнительного элемента И, соединенного вторым входом с выходом блока сравнения кодов, подключенного второй группой входов к выходам разрядов третьего счетчика, соединенного счетным входом с выходом старшего разряда счетчика по модулю и, подключенного счетным входом к выходу старшего разряда второго счетчика, причем инверсные выходы разрядов первого и второго счетчиков соединены с входами (п+1)-ro дополнительного элемента И, подключенного выходом к дополнительному входу первоro дешифратора и входу элемента задержки, соединенного выходом со входом управления установкой кода реверсивного счетчика, установочные входы которого подключены к цифровым выходам блока памяти, а выходы разрядовк информационным входам дополнительных регистров, причем каждый i-ый (1(сп-1) дополнительный регистр соединен управляющим входом с выходом (1+1)-го дополнительного элемента И, а выходами - с цифровыми входами i-ro дополнительного цифроаналогового множительного блока, аналоговый вход которого является (i+1)-ым входом устройства, а выход через i-ый дополнительный операционный усилитель соединен с (!+1)-ым выходом устройства, причем управляющий вход основного регистра подключен к выходу первого дополнительного элемента И.

На чертеже изображена блок-схема устройства для воспроизведения nepe" менных во времени коэффициентов.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, подключенный выходом к первому входу основного элемента И 2 и счетному входу первого счетчика 3, соединенного выходом старшего разряда со счетным входом второго счетчика 4. Счетчик 4 подключен выходами разрядов к первой группе входов первого дешифратора 5, соединенного выходами с входами блока 6 памяти. Блок

6 памяти подключен знаковым выходом. к входу триггера 7 знака, а цифровыми выходами - к первой группе входов преобразователя 8 код-частота. Преобразователь 8 соединен второй группой входов с выходами разрядов счетчика 3, а выходом - со вторым входом элемента И 2. Элемент И 2 подключен выходом к счетному входу реверсивного счетчика 9, вход управления реверсом которого соединен с выходом триггера 7 знака, а выходом разрядов - с информационными входами основного регистра 10. Регистр 10 подключен выходами к цифровым входам основного цифроаналогового множительного блока 11, аналоговый вход которого является первым входом устройства, а выход через основной операционный усилитель I2 соединен с первым выходом устройства. Выходы разрядов счетчиков

3 и 4 подключены к первой группе входов блока 13 сравнения кодов. Счетчик

14 по модулю и (где n - количество одновременно воспроизводимых перемен . ных во времени коэффициентов) соединен выходами разрядов со второй груп" пой входов дешифратора 5 и входами второго дешифратора 15. Каждый i-ый (1cсicn) выход дешифратора 15 подключен к первому входу i--ro дополнительного элемента И 1й, соединенного вторым входом с выходом блока 13 сравнения кодов. Блок 13 подключен второй группой входов к выходам разрядов третьего счетчика 17, соединенного счетным входом с выходом старшего разряда счетчика 14 по модулю и. Счетчик 14 подключен счетным входом к выходу старшего разряда счетчика 4. Инверснше выходы разрядов счетчиков 3 и 4 соединены со входами (n+1)-ro дополнительного элемента И 18, под5

1 °

l5

ЗЭ

ЗЭ

4Э ключенного к дополнительному входу дешифратора 5 и входу элемента 19 задержки. Выход элемента 19 задержки соединен с входом управления установкой кода реверсивного счетчика 9, установочные входы которого подключены к цифровым выходам блока 6 памяти, а выходы разрядов - к информационным входам дополнительных регистров 20. Каждый i-ый (1 1<п-1) регистр

20 соединен управляющим входом с выходом (i+1)-го элемента И 16, а выходами - с цифровыми входами i-го дополнительного цифроаналогового множительного блока 21, аналоговый вход .. которого является (i+1)-ым входом устройства, а выход через i-ый до- . полнительный операционный усилитель

22 соединен с (Г+1)-ым выходом устройства. Управляющий вход регистра 10 подключен к выходу первого элемен:,та И 16.

Устройство работает следующим образом.

Требуемые переменные во времени t коэффициенты f; (t) (где 1< i

t=0 и являющееся первым узлом аппроксимации, задается непосредст венно значением ординаты,а все последующие уз" лы представляются значениями приращений ординат и знаками приращений ординат аппроксимирующих функций на соответствующих им участках аппроксимации. Представленная таким образом информация о значении ординат аппроксимирующих функций в узлах аппроксимации кодируется двоичным кодом и заносится в блок 6 памяти.

Отсчет времени t в устройстве осу.ществляется третьим счетчиком 17, ко-< торый совместно с включенными последовательно первым и вторым счетчиками 3 и 4 и счетчиком !4 по модулю и пересчитывают прямоугольные импульсы с выхода генератора 1. В те ение времени, соответствующего периоду переполнения счетчика 14 по модулю п, когда состояние счетчика 17 остается неизменным, устройством осуще ствляется поочередная временная развертка всех и аппроксимирующих функций, текущие значения ординат которых в конечном итоге формируются в реверсивном счетчике 9. Состояние выходов счетчика 17 по модулю и определяет порядковый номер развертываемой функции„ а состояние выходов счетчика 4 - порядковый номер текущего участка кусочно-линейной аппроксимации. Выходные сигналы этих счетчиков обеспечивают через дешифратор 5, выбор текущих значений приращений ординат узлов аппроксимации ta развертываемой функции из блока 6 памяти, двоичный код которых подается на первую группу входов преобразова-теля 8 код-частота. Преобразователь

8, управляемый по второй группе вхо- >s дов счетчиком 3, формирует на выходе сигнал разрешения счета, который поступает на .второй вход элемента

И 2 и разрешает прохождение прямо- . угольных импульсов генератора 1 на . 2в счетный sxop реверсивного счетчика 9,. обеспечивая тем самым получение заданной крутизны каждого участка аппроксимации развертываемой функции.

Функционирование. преобразователя 8 2з код-частота описывается логическим выражением где 4»,- щ„- код на выходах разрядов счетчика 3;

V -ׄ - код на цифровых выходах блока 6 памяти, U - выходной сигнал преобразователя 8 код-частота.

Это выражение показывает, что число импульсов, поступающее на счетный вход реверсивного счетчика 9 на каждо,л участке линейной аппроксимации, однозначно соответствует текущему значению кода приращения функции. Знак ,приращения учитывается путем подачи на вход управления реверсом счетчи" ка 9 через триггер — 7 знака .. сигнала

:=о знакового выхода блока 6 памяти.

Выбор начальных значений аппроксимирующих функций из блока 6 памяти и их запись в реверсивный счетчик 9 с установочных входов последнего осуще ст вляет ся перед началом раз вертки текущей функции, т.е. в момент времени, когда счетчики 3 и 4 находятся в нулевых состояниях. Дешифрация нуле-ss вых состоян1й счетчиков производится с помощью (и+1)-ro дополнительного элемента И 18, входы которого подключены к инверсным выходам разрядов счет чиков 3 и 4, а выход - к дополнительному входу дешифратора 5 и через weмент 19 задержки, ко входу управления установкой. кода реверсивного счетчика 9. Элемент 19 задержки обеспечивает задержку записи информации в реверсивный счетчик 9 на время, необходимое для ее выбора иэ блока 6 памяти.

Сигналы с выходов разрядов счетчиков 3 и 4, как это следует иэ логики работы устройства, выполняют роль временного аргумента t каждой из аппроксимирующих переменные коэффициенты функций. Следовательно, в моменты времени, когда состояние выходов этих счетчиков совпадает с состояни-, ем выходов счетчика 17 временного аргумента t переменных коэффициентов, текущее значение ординаты каждой i-ой аппроксимирующей функции, формируемой в реверсивном счетчике 9, оказывается равным текущему значению i-ro переменного коэффициента..Совпадение состояний выходов счетчиков 3 и 4 и сос" тояний выходов счетчика 17 фиксируется блоком 13 сравнения кодов, сигнал с выхода которого поступает на вторые входы и дополнительных элементов И 16.

Дешифратор 15 декодирует каждое

i-îå состояние счетчика 14 по модулю и и, стробируя i-ый элемент И 16, опрашивает состояние выхода блока 13 сравнения кодов. Сигнал совпадения с выхода блока.13, пройдя через i-ый элемент И 16, поступает на управляющий вход соответствующего из регистров 10 и 20, подключенных информационными входами к выходам реверсивного счетчика 9. При этом в выбранный i-ый регистр запишется значение текущей ординаты аппроксимирующей функции

f „- (t ), соответствующее значению переменного коэффициента f; (t). По переполнению счетчика 4 счетчик 14 по модулю переходит в (i+1)-ов состояние, соответствующее развертке (i+1) -ой аппроксимирующей функции, и в момент времени t" t аналогичным образом в (1+1)-ый регистр запишется значение „..»„(й ) - Е„-+,(t) и так далее.

После переполне» ия счетчика 14 по модулю п счетчик 17 переходит в следующее состояние и процесс, в результате которого формируются значения всех переменных коэффициентов для нового значения аргумента повторяется.

47 7

Фициентов, в него дополнительно введены n+1 элементов И (где n - количество одновременно воспроизводимых переменных во- времени коэффициентов), и-1 регистров, и-1 операционных ых множительных блоков, и-1операционных усилителей, элемент задержки, второй дешифратор, третий счетчик и счетчик по модулю и, соединенный выходами разрядов со второй группой входов первого дешифратора и входами второго дешифратора, каждый i ûé (14 i 4п) выход которого подключен к первому входу

i ãî дополнительного элемента И, соединенного вторым входом с выходом бло-. ка сравнения кодов, подключенного второй группой входов к выходам разрядов третьего счетчика, соединенного счетным входом с выходом старшего разряда счетчика по модулю и, подключенного счетным входом к выходу старшего разряда второго счетчика, причем инверсные выходы разрядов первого и второго счетчиков соединены с входами (n+1)-го дополнительного элемента И, подключенного выходом к дополнительному входу первого дешифратора и входу элемента задержки, соединенного выходом со входом управления установкой кода реверсивного счетчика, установочные входы которого подключены к цифровым выходам блока памяти, а . выходы разрядов - к информационным входам дополнительных регистров, причем каждый i -ый (1 i ап-1) дополнительный регистр соединен управляющим входом с выходом (I+1)-ro дополнительного элемента И, а выходами - с цифровыми входами i-го дополнительного цифроаналогового множительноro блока, аналоговый вход которого является (i+1)-ым входом устройства, а выход через i b«é дополнительный операционный усилитель соединен с (i+1)ым выходом устройства, причем управляющий вход основного регистра подключен к выходу первого дополнительного элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2832271/18-24, кл. С 06 С 7/26, 1979

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2723786/18-24, кл. G 06 G 7/26, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР чо заявке 4" 2706155/1 8-2 4, кп. С 06 G 7/12 1979 (прототип).

Коды текущих значений каждого 1-rî переменного коэффициента f„(t) поступают на цифровые входы соот вет ст вующих цифроаналоговых множительных блоков 10 и 21, на аналоговые входы ко" торых поступают входные сигналы у .

В результате на выходах устройства формируются напряжения вида

Z„. = у„ f (t), 1,2,...,n, Таким образом, предлагаемое уст- о ройство по сравнению с известным позволяет одновременно воспроизводить несколько переменных во времени коэффициентов, что расширяет возможную область его применения в специализированных устройствах автоматики и в гибридных вычислительных системах.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения переменных во времени коэффициентов, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу основного элемента И к счетному входу первого счетчика, соединенного выходом старшего разряда со счетным входом второго счетчика, подключенного выходами разрядов к первой группе sxoдов первого дешифратора, соединенного выходами со входами блока памяти, подключенного знаковым выходом ко входу триггера знака, а цифровыми выходами - к первой rpynne входов преобразователя код-частоты, соединенного второй группой входов с выходами разрядов первого счетчика, а выходом - со вторым входом основного элемента И, подключенного выходом к счетному входу реверсивного счетчика, ао соединенного входом управления реверсом с выходом триггера знака, а выходами разрядов - с информационными входами основного регистра, подключенного выходами к цифровым входам основного цифроаналогового множительного блока, аналоговый вход которого является первым входом устройства, а выход через основной операционный усилитель соединен с первым выходом Ж устройства, причем выходы разрядов первого и второго счетчиков подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения .55 области применения устройства за счет одновременного воспроизведения несКольких переменных во времени коэфТираж 748 Под пи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам. изобретений и открытий

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

Заказ 11492/80

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

Составитель С. Казинов

Редактор Л. Пчелинская Техред И. Надь . Корректор Г. Назарова