SU1038880A1 - Масштабирующий преобразователь - Google Patents

Abstract

МАСШТАБИРУКЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий генератор, выход которрго соединен с входом делител  частоты, управл емый делитель частоты, регистр и выходной счетчик отличающийс  тем, что. с целью повышени  точности прёобра зовани  и автоматизации процесса обработки данных, в него введены блок элементов совпадений, блок мультиплексоров, дешифратор, сдвиг говый регистр, коммутирукмцйй блок, блок запом4€нающих регистров, сумма-, тор, два регистра перезаписи, инвертор , два кодовых преобразовател  и логический блок определени  знака, при этом входы масштабирующего преобразовател  соединены с информационными входами блока элементов совпадени , выходы которого соединены с информационными входами блока ;мультиплексоров, а тактовый вход соединен с выходом генератора, первый выход блока мультиплексоров соединен с входом синхронизации регистра- , второй выход блока мультиплексвров соединен с входом инвертора и входом синхронизации первого регистра перезаписи, выход инвертора соединен с входом синхронизации второго регистра перезаписи, выход делител  частоты соединен с входом синхронизации сдвигового регистраi выходы которого через коммутирующий блок соединены с управл кхцими входами блока мультиплексоров, логического блока определени  знака, дешифратор ра, регистра, выходного счетчика и блока запоминакнцих регистров, первый последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с дополнительным ИНфОрМсЩИОННЕЛЫ ВХО- дом блока мультиплексоров, второй последовательный выход блока запс л нающих регистров соединен с входом i синхронизации управл е юго делител  частоты, информационные входы которого сс5единены поразр дно с парал лельньоли выходсши блока запоминающих регистров, выход переполнени  управл емого делител  частоты соединен с первым входом -блока запоминаю щих регистров, выходы дешифратора . поразр дно соединены с информационными входами регистра, вькоды котоfporo соединены поразр дно -с входами О первого слагаемого с «матора, выхо00 00 :дц сумматора соединены, поразр дно с инфоршационншш. входами регистра перезаписи, выходы которого поразэо эо р дно соединены с информационными входами второго регистра перезаписи, выходы второго регистра перезаписи ; соединены поразр дно с входами пер-вого кодового преобразовател  и входами второго слагаемого сумматоipa , знаковые входы масштабирующего :преобразовател  -соединены с входами логического блока определени  знака, выход которого соединен со знаковь1м :входом выходного счетчика, выход :первого кодового преобразовател  соiединен с вторым входом блока запоминающих регистров и с синхронизирую щим входом выходного счетчика, ВЫХО-,

Description

ды которого соединены поразр дно с входс1МИ кодового преобразовател  и соединены с параллельными выходами устройства, а выход второго кодового преобразовател  соединен с третьим входом блока запоминающих ре .гистров и последовательным выходом устройства, вход запуска устройства соединен с управл ющим входом сдвигового регистра.

- i . .

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и автоматике, в частности к устройствам дл  диагностики машин и механизмов, к устроствам автоматического контрол  и регулировани , и предназначено дл  преобразовани  в код и математической обработки широтно-импульсных сигналов.

Известно множительное устройство .дл  широтно-импульсных сигналов, содержащее формирующее устройство, ждущий мультивибратор, генератор гиперболического напр жени , запоминающее устройство, компаратор, интегрирун ций усилитель, ключи и выходной триггер 1.

Данное устройство отличаетс  невысокой точностью, что св зано с температурньми и временньв ш дрейфами аналоговых элементов. Недостатком множительного устройства  вл ютс  также ограниченность функциональных возможностей, сложность выполнени  генератора гиперболического напр жени .

Известен масштабир ующий преобразователь , содержащий схему запуска, вентили, вычитающий счетчик,.элемент фиксации нул , генератор,выход которого соединен с входом делител  частоты, управл емый делитель Частоты , переключатель, регистр и выходной счетчик 2 . .

Масштабирующий преобразователь  вл етс  цифровым устройством, однако благодар  применению управл емых делителей частоты дл  умножени  обладает низким быстродействием, завис щим к тому же от масштабных коэффициентов . При обработке большого массива данных от нескольких первичных датчиков даже при использовании р да масштабирукицих преобразователей требуетс  дополнительна  обработка инфОЕ сации, проводима  вручную. Возможность представлени  функций в масштабирующем преобразователе ограничена полиномом первой степени, что приводит R возникновению значительной погрешности при- обработке информации . Применение р да масштабирующих преобразователей в многоканальных измерительных устройствах приводит к большой избыточности аппаратурных средств, к снижению надежности измерительных устройств.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  и автоматизации процесса обработки данных.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в масштабирующий преобразователь содержащий генератор, выход которого соединен с входом делител  частоты, управл емый делитель частоты, регистр и выходный счетчик, введены блок элементов совпадений, блок мультиплексоров , дешифратор, сдвиговый , регистрj коммутирующий блок, блок з.апомннающих регистров, сумматор, два регистра перезаписи, инвертор, два кодовых преобразовател  и логический блок определени  знака, при ;этом входы масштабирующего преобра;зовател  соединены с информационными входами блока элементов совпадени , выходы которого соединены с информационными входами блока мультиплексоров , а тактовый вход соединен с выходом генератора, первый выход блока мультиплексоров соединен с входом синхронизации регистра, второй выход блока мультиплексоров соединен с входом инвертора и входом синхронизации первого регистра перезаписи , выход инвертора соединен с входом синхронизации второго регистра перезаписи, выход делител  соединен с входом синхронизации сдвигового регистра, выходы которого через коммутирующий блок соединены с управл ющими входами блока мультиплексоров , логического определени  знака, дешифратора, регистра, выходнрго счетчика и блока запоминающих регистipoB , первый последовательный выход (блока заггоминанвдих регистров соеди-нен1 . с дополнительным информационHfc tv входом блока м льтиплексоров, второй последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с синхронизации управл емого делител  частоты,информационные входы которого соединены поразр дно с параллельными выходами блока запоминающих регистров, выход переполнени  управл емого делител  частоты соединен с первым входом блока запоминающих регистров, выходы дешифратора пораз р дно соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены поразр дно с входами первого слагаемого сумматора, выходц сумматора соединены, поразр дно с информационными входами первого регистра перезаписи, выходы которого поразр дно соединены с информацион .ными входами второго регистра перезаписи , выходы второго регистра перезаписи соединены поразр дно с. в содами первого кодового преобразовател  и входами второго слагаемого сумматора, знаковые- входы масштабирующего преобразовател  соединены с входами логического блока определеп ни  знака, выход которого соединен со знаковьм входом выходного счетчика , выход первого кодового преобразовател  соединен со вторым вхо- дом блока запоминающих регистров и с синхронизирующим входом выходного счетчика, выходал которого соединены поразр дно с входами второго кодово го преобразовател  и соединены с-параллельными входами устройства, а выход второго кодового преобразовател  соединен с третьим входом блока запомингиоадих регистров и последо вательным выходом устройства. Вход запуска устройства соединен с управ л ющим входом сдвигового регистра. На чертеже изображена функциональна  схема масштабирующего преобразовател  . Масштабирующий:, . преобразовател содержит блок 1 элементов сонпадени генератор 2, делитель 3 частоты, блок 4-мультиплексоров, регистр 5, первый регистр 6 перезаписи, второй регистр 7 перезаписи, сумматор 8, инвертор 9, дешифратор 10, выходной счетчик 11, выполненный реверсивным первый и второй кодовые преобразова тели 12 и 13, преобразующие параллельный код в число-импульсный, блок 14 запомина1рщих регистров, управл емый делитель 15 частоты, сдвиговый регистр 16, логический блок 17 определени  знака, коммутирующий блок 18, Масштабирующий преобразователь работает следующим образом. Импульс запуска подаетс  автоматически или вручную после включени  питани  на вход сдвигового регистра 16, при этом в его первый разр д за писываетс  логическа  единица, а в остальные разр ды - нули. Выходные сигналы сдвигового регистра 16, . .. объединенные в группы блоком 18 сог ласно алгоритму работы масштабирующего преобразов-ател , осуществл ют управление работой основных узлов устройства. Информаци  от первичных датчиков . поступает на входы масштабирующего преобразовател -в виде широтно импульсных сигналов. В блоке 1 происходит заполнение временного интервала входных сигналов частотой генератора 2, так что на выходе блока 1 входные величины представлены в число-импульсном виде-. Выходна  частота генератора 2 поступает также на делитель 3 частоты, коэффициент делени  которого опреде л ётс  разр дностью масштабирующего преобразовател . Блок 4 подключает одну из входных величин или промежуточный результат, хран щийс  в блоке 14, представленные в число-импульсном виде либо на вход синхронизации регистра 5, либо на счетный вход регистров 6.и 7 перезаписи (в зависимости от управл ющего воздействи  на входе блока 4). Информаци  в регистр 5 может записыватьс  также и параллельным кодом, в этом случае о.на поступает из дешифратора 10 и представдт ет собой, посто нные масштабные коэффициенты, двоичный эквивалент которых возникает на выходах дешифратора в моменты времени, определ емыечалгоритмом работа масштабирующего преобразовател , который в свою очередь задаетс  коммутирующим блоком 18. Умножение двух величин в масштабирующем преобразователе осуществл етс  многократным (по. числу импульсов , поступающих на счетные входы регистров 6 и 7 перезаписи) сул ированием числа, записанного в регистре 5 самого с собой. Регистры 6 к 7 перезаписи обнул ютс  лосле проведени  каждой операции умножени  управл ющими сигнсшами с выхода коммутир рукщего блока 18 (не показано). Произведение , хран щеес  в регистре 7, перезаписи поступает в зависимости | от управл ющих сигналов коммутирующего блока 18 на вход синхронизации выходного счетчика 11, где алгебрашчески суммируетс  с другими слагаемыми , либо записываетс  в один из регистров блока 14 дл  проведени  над ним дальнейших операций в соответствии с алгоритмом работы масша- бирующего преобразовател . Блок-14 имеет два .последовательных выхода (т.е. -выхода в число-импульсном коде ) и один выход параллельного кода, который поступает на информационные входы управл емого делител  15 частоты . Последний выполнен в виде ревер-ь сивного счетчика с обратной св зью (выход переполнени  соединен со входом разрешени  записи), , Операци  делени  примен етс  лищь дл  вычислени  отношени  двух входных величин или, например, дл  вычислени  тангенса по уже вычисленным

синусу и косинусу угла. Частное вновь поступает в блок 14.

Знакова  информаци  поступает на вход логического блока запоминаетс  и определ етс  знак очередного слагаемого с помощью логических операций над знаками.

Таким образом, по -существу ., математические операции в масштабирующем преобразователе выполн ютс  над абсолютными значени ми входных величин, что позвол ет снизить габариты устройства за счет снижени  его разр дности на единицу.

Масштабирующий преобразователь позвол ет, благодар  наличию блока 14 и соединению его первого последовательного выхода со входом блока 4, производить итерационные вычислени , например вычисл ть степенные функции, тригонометрические функции входных величин разложением в р д. Масштабирующий преобразователь по- ..

звол ет вычисл ть также интегралы входных величин, производные от них по времени (суммиру  входные величины за большие промежутки времени или определ   их приращени  за малые промежутки времени).

Параллельный код с выхода счетчика 11 поступает на выход масштабирующего преобразовател  и одновременно на вход кодового преобразовател 

13.Выход последнего  вл етс  последовательным выходом масштабирующего преобразовател , в то же врем  он соединен со входом блока

14,что йозвол ет заносить в последний промежуточные результаты. После срабатывани  всех разр дов сдвигового регистра 16 весь процесс обработки данных повтор етс , так как выход последнего разр да сдвигового регистра 16 соединен с входом первого,

Последний SbiMd

Claims (1)

1. МАСШТАБИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗО ВАТЕЛЬ, Содержащий генератор, выход которого соединен с входом делителя частоты, управляемый делитель частоты, регистр и выходной счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобра-’ зования и автоматизации процесса обработки данных, в него введены блок элементов совпадений, блок мультиплексоров, дешифратор, сдвиг· говый регистр, коммутирующий блок, блок запоминающих регистров, сумма-, тор, двд регистра перезаписи, инвертор, два кодовых преобразователя и логический блок определения знака, при этом входы масштабирующего преобразователя соединены с информаци. онными входами блока элементов совпадения, выходы которого соединены с информационными входами блока мультиплексоров, а тактовый вход соединен с выходом генератора, первый выход блока мультиплексоров соединен с входом синхронизации регист ра-, второй выход блока мультиплексоров соединен с входом инвертора и входом синхронизации первого регистра перезаписи, выход инвертора соединен с входом синхронизации второго’ регистра перезаписи, выход делителя частоты соединен с входом синхронизации сдвигового регистра> выходы которого через коммутирующий блок соединены с управляющими входами блока мультиплексоров, логического блока определения знака, дешифратор ра, регистра, выходного счетчика и блока запоминающих регистров, первый последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с дополнительным информационный вхо- дом блока мультиплексоров, второй последовательный выход блока запоминающих регистров соединен с входом ί синхронизации управляе;иого делителя частоты, информационные входы которого соединены поразрядно с параллельными выходами блока запоминающйх регистров, выход переполнения управляемого делителя частоты соединен с первым входом -блока запоминаю* щих регистров, выходы дешифратора поразрядно соединены с информацион- ¹ ными входами регистра, выходы которого соединены поразрядно с входами первого слагаемого сумматора, выходы сумматора соединены, поразрядно с информационными. входами регистра перезаписи, выходы которого поразрядно соединены с информационными входами второго регистра перезаписи, выходы второго регистра перезаписи соединены поразрядно с входами первого кодового преобразователя и входами второго слагаемого сумматора, знаковые входы масштабирующего преобразователя соединены с входами логического блока определения знака, выход которого соединен со знаковым входом выходного счетчика, выход •первого кодового преобразователя соединен с вторым входом блока запоминающих регистров и с синхронизирующим входом выходного счетчика, выхо-.

   00 □о □о □о

   X >

   ды которого соединены поразрядно с входами кодового преобразователя и соединены с параллельными выходами устройства, а выход второго кодово го преобразователя соединен с тре тьим входом блока запоминающих регистров и последовательным выходом устройства, вход запуска устройства соединен с управляющим входом сдвигового регистра.

   .. 1