Вичислительное устройство

Вичислительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

G 06 G 7/12 с присоединением заявки Hо (23) приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,11.80, Бюллетень йо 44 (53) УДК 681.335 (088. 8) Дата опубликования описания 301 1.80 (72) Авторы изобретения

B. И. Ведерников и A. В. Кондаков (73) Заявитель (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1 I

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для реализации функциональных зависимостей вида z = у ° f (x), где х, у, z — величины, представленные в аналоговой форме.

Известно вычислительное устройство, содержащее шаговый искатель, секционный делитель напряжения, наборное поле для коммутации ламелей шагового искателя с отводами делителя напряжения (1). Принцип работы указанного устройства заключается в кусочнопостоянной аппроксимации заданной функции времени и умножении ее на входной сигнал.

К недостаткам устройства относятся низкая надежность, трудоемкий ручной ввод данных, .ограниченные функциональные возможности, так как аргументом может быть только время t, Наиболее близким техническим решением к изобретению является вычислительное устройство, содержащее наборное поле, ключевые схемы, .умиожающйй цифроаналоговый преобразователь, рервесивный счетчик, сумматор, дели» тель частоты, блок дифференцирования и операционный усилитель, одни вхоцы ключевых схем соединены с выходами делйтеля частоты, другие входы ключевых схем — с соответствующими выходными шинами наборного поля, выходы ключевых схем через соединенные последовательно блок дифференцирования и сумматор подключены к реверсивному счетчику, выходы которого связаны со входами умножающего О цифроаналогового преобразователя, под- ключенного выходом ко входу операционного усилителя 2).

Недостатками прототипа являются невысокое быстродействие и ограничен15 ные функциональные возможности в связи с ручным вводом данных аппроксимируемой функции и использованием только одного вида аргумейта — времени

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведения функций независимого аргумента и повышение

2з быстродействия.

Это достигается тем, что вычислительное устройство, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, 39 цифроаналоговый блок умйожения, анаК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04,01.79 (23) 2706155/18-24 (5 ) М

783804 логовый вход которого служит перным входом устройства, а выход подключен ко входу операционного усилителя, первый реверсивный счетчик, вход управления реверсом которого подключен к выходу триггера знака, дополнительно содержит генератор прямоугольных импульсон, первый и второй счетчики, блок памяти, дешифратор, преобразователь код-частота, элемент . И, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения кодов и регистр. При этом выход генератора прямоугольных та и к первым входам блока сравнения кодов, разрядные выходы второго счетчика — к первым входам блока сравнения кодов и через дешифратор к адресйым входам блока памяти, выходы которого подключены ко вторым входам преобразователя код-частота, подсоединенного выходом ко второму входу элемента И. Знаковый разряд блока памяти подключен ко входу триггера знака, разрядные выходы реверсивного счетчика подсоединены к соответствующим входам регистра, а счетный вход — к выходу элемента И. Цифровые входы цифроаналогового блока умножения соединены с выходами регистра, 1 управляющий вход которого подключен

r< выходу блока сравнения кодов, вто-. рые входы блока сравнения кодов со25 зо

35 единены с выходами аналого-цифрового преобразователя, вход которого является вторым входом устройства.

На чертеже приведена структурная схема вычислительного устройства.

Вычислительное устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, первый счетчик 2, второй счетчик 3, дешифратор 4, блок 5 памяти, преоб- 45 разонатель 6 код-частота, элемент И

7, реверсивный счетчик 8, триггер 9 знака, регистр 10, цифроаналоговый блок 11 умножения, операционный усилитель 12, аналого-цифровой преобразователь 13, блок 14 сравнения кодов.

Устройство работает следующим образом.

Аргумент х воспроизводимой функции в аналогоной форме со второго входа устройства поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 13, с выхода которого в цифровой форме подается на вторые входы блока 14 сравнения кодов. Прямоугольные импульсы с выхода генераторе 1 пере- 60 считываются последовательно включенными первым 2 и вторым 3 счетчиками.

"Быстрый" счетчик 2 участвует в кусочно-линейной аппроксимации каждого участка заданной функции, а "мед- á5 импульсов подключен к счетному входу первого счетчика и к первому входу элемента И, выход старшего разряда первого счетчика — к счетному входу 15 второго счетчика, Разрядные выходы первого счетчика подсоединены к первым входам преобразоваТеля код-частоленный" счетчик 3 служит для отыскайия через дешифратор 4 в блоке 5 памяти значений приращений ординат узлов аппроксимации заданной функции.

Сигналы с разрядных выходов счетчика 2 и счетчика 3 поступают на первые входы блока 14 сравнения кодов.

При равенстве кодов на выходе аналого-цифрового преобразователя 13 и в счетчиках 2 и 3 на выходе блока 14 сравнения кодов формируется сигнал, поступающий на управляющий вход ре- гистра 10 и разрешающий запись в него кода с выхода реверсивного счетчика 8. Преобразователь б код-частота, управляемый по первым входам разрядными выходами первого счетчика 2, а по нторым — выходами блока 5 памяти, формирует на выходе сигнал разрешения счета, который поступает на вход элемента И 7 и разрешает прохох<дение прямоугольных импульсов генератора 1 на вход реверсивного счетчика 8 в зависимости от приращения co седних ординат узлов аппроксимации заданной функции.

Триггер 9 знака подключен к знаковому разряду блока 5 памяти и управляет реверсом реверсивного счетчика 8, разрядные выходы которого управляют ключами цифроаналогового блока 11 умножения через промежуточный регистр 10. Аналоговый вход блока 11 является первым входом устройства.

Преобразователь 6 код-частота обеспечивает получение заданной крутизны каждого участка аппроксимирующей функции и работает в соответствии с логическим выражением

0=V, q„VV p„-ql„,М7 Р„;Р„ . Y ... где Р, — 4 — код на разрядных выходах счетчика 2; ч - v — код на разрядных выход дах блока 5 памяти;

U — выходной сигнал преобразователя 6 код-частота.

Генератор 1 прямоугольных импульсов, первый 2 и второй 3 счетчики, дешифратор 4, блок 5 памяти, преобразователь 6 код-частота, элемейт И

7, триггер 9 знака, первый реверсинный счетчик 8 осуществляют временную развертку кусочно-линейной аппроксимирующей функции. С помощью аналого-цифрового преобразователя

13, блока 14 сравнения кодов, регистра 10 происходит фиксация моментов равенстна ординат временной и заданной функций для текущего аргумента х. При этом код текущей ординаты функции Г(х), соответствующей напряжению входного аргумента х, поступает на цифровые входы цифроаналогового блока 11 умножения в моменты вре783804 мени, когда равны код аргумента х на выходе аналого-цифрового преобразователя и периодически изменяющий- ся код времени на разрядных выходах счетчиков 2 и 3. В данные моменты времени ординаты временной функции и аппроксимирующей функции f(x) также равны.

Таким образом, устройство выполняет операцию умножения входного сигнала у на заданную функцию f(x).

Преимуществом предложенного вычислительного устройства в сравнении с прототипом является расширение его функциональных воэможностей за счет воспроизведения функций произвольного аналогового аргумента х и возмож- 15 ности автоматизации ввода узлов ап- . проксимации функции f(х) с помощью

ЦВМ,что создает предпосылки для широкого использования таких устройств в составе гибридных вычислительных {) систем. Кроме того, использование в

:качестве блока 5 памяти постоянных и репрограммируемых постоянных запоминающих устройств позволяет автома- тизировать настройку на воспроизведение заданной функции в процессе изготовления и эксплуатации устройства.

Формула изобретения

Вычислительное устройство, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом устройства, цифроаналоговый блок умножения, аналоговый вход которого является первым входом устройства, а выход подключен ко входу операционного усилителя, реверсивный счетчик, вход управления реверсом которого подключен 4Q к выходу триггера знака, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем воспроизведения функций независимого аргумента и повышения быстсодействия, оно содержит генератор прямоугольных импульсов, первый и второй счетчики, блок памяти, дешифратор, преобразователь код-частота, элемент И, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения кодов и регистр, выход генератора прямоугольных импульсов подключен к счетному входу первого счетчика и к пер» вому входу элемента И, выход старшегс разряда первого счетчика подключен . к счетному входу второго счетчика, разрядные выходы первого счетчика подключены к первым входам прЕобразователя код-частота и к первым входам блока сравнения кодов, разрядные выходы второго счетчика подключены к первым входам блока сравнения кодов и через дешифратор к адресным входам блока памяти, выходы которого подключены ко вторым входам преобразователя код-частота, подключенного выходом ко второму входу элемента И, знаковый разряд блока памяти подключен ко входу триггера знака, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам регистра, а счетный вход — к выходу элемента И, цифровые входы цифроаналогового блока умножения соединены с выходами регистра, управляющий вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, вторые входы блока сравнения кодов соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, вход которого является вторым входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коган В. Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. М.у Физматгиз, 1963, .с. 348-349, рис. 199, 200..

2. Авторское свидетельство СССР

Р 434421, кл. G 06 G 7/26, 1974 (прототип).

783804

fr )

Составитель Н. Балабошко

Редактор И. Грузова Техред М,ТабакоВич Корректор

Заказ 8550/52 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

%.

Филиал ППП "Патент", г. Ух город, ул. Проектная, 4