SU1070546A1 - Функциональный преобразователь - Google Patents

Abstract

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий генератор импульсов, первый, второй и третий реверсивные счетчики, первую и вторую группы эле .ментов И, элемент ИЛИ и элемент И, первый йход которого соединен с выходом генератора импульсов, раэр дные выходы второго и третьего реверсивных счетчиков подключены соответственно К первым входам элементов И первой и второй групп, отличанГщийс   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет вычислени  функций In х и 2 и повышени  точности, в него введены первый и второй сумматоры и умножитель, выход которого соединен с информади онным входом третьего реверсивного счетчика, выход элемента И подключен к вторым входам элементов И первой и второй групп, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к первому входу умножител , второй вход которого соединен с первым входом преобi разовател , выход первого сумматора подключен к информационным входам первого и второго реверсивных счетчиков , второй вход преобразовател  соединен с установочным входом перво го реверсивного счетчика, разр дные выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента И.

Description

О1

4 Л

Изобретенае относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам обработки число-импульсной информации в темпе ,ее поступлени .

Известно, устройство дл  воспроизведени  степенной зависимости с цифровым регулируемьом показа телем т, содержащее шесть счетчиков, дели.тель частоты, две группы элементов И с элементом ИЛИ на выходе и схему сравнени . Недостатком данного устройства  вл етс  то, что оно не может вычисл ть функции вида1п х и 1- СП.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемс 1у  вл етс  функциональный преобразователь частоты следовани  импульсов, содержащий реверсивный и суммирующий .счетчики, первую и вторую группы элементов И, два делител  частоты, генератор опорной частоты, два элемента И, триггер , элемент задержки, элемент ИЛИ и блок управлени  2.

Анализ работы известного устройства показывает, что один импульс входной последовательности, поступивший на вход суммирующего счетчика, может привести к по влению 2 / импульсов на выходе элемента ИЛИ. Таким образом, частота вxoдныx импульсов не может быть больше Cfc. максимальна  рабоча  частота элементной базы) .

Это приводит в р де случаев к существенному (в снижению быстродействи  устройства.

Этот фактор существенно снижает функциональные возможности прототипа . Недостаточна  точность прототипа вызванна  погрешностью двоичных умножителей (в составе счетчика-делител , управл ющего счетЧика и группы схем совпадени  со схемой сборки на выходе). Известное устроиство содержит два таких умножител . При посто нном управл ющем коде погрешность л двоичного умножител  св зана с числом разр дов п выражением . Зп+7

(1) -18ёдиниц младшего разр да.

При переменном управл ющем коде погрешность работы двхзичного умножител  существенно возрастает. Недостатком данного устройства  вл етс  также то, что оно не может вычисл ть функцию вида In х и 1 .

Цель изобретени  - расцшрение функциональных возможностей за счет выг числени  функций In х и 1 и повышение точности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в функциональный преобразователь , содержащий генератор импульсов , первый, второй и третий реверсивные счетчики, первую и вторую

группы элементов И, элемент ИЛИ и элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов , разр дные выходы второго и третьего реверсивных счетчиков подключены соответственно к первым входгил элементов И первой и второй групп, введены первый и второй сумматоры и умножитель, выход которого соединен с информационным входом третьего ревер сивного счетчика, выход элемента И подключен к вторым входам элементов И первой, и второй групп, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к первому входу умножител , второй вход которого соединен с первым входом преобразовател , выход первого cyMJMaTOpa подключен к информационным входам первого и второго реверсивных счетчиков, второй вход преобразовател  соединен с установочным входом первого реверсивного счетчика , разр дные выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого, подключен к второму входу элемента И.

На чертеже приведена структурна  схема преобразовател .

Преобразователь состоит из генератора 1 импульсов, элемента И 2,элемента ИЛИ 3, реверсивного счетчика 4 первой и второй групп элементов И 5 и 6, реверсивных счетчиков 7 и 8, сумматоров 9 и 10. и умножител  11.

Преобразователь работает следующим образом. При поступлении на вход сложени  реверсивного счетчика 4 первого импульса входной последовательности х в счетчике запишетс  число 1 и сигна с выхода элемента ИЛИ 3 разрешит прохождение импульсов с выхода генератора 1 через элемент И 2 на входы первой и второй групп элементов И 5 и 6

Группа элементов И 5 - реверсивный счетчик 7 и сумматор 9 образуют перемножит ель, реализукиций операцию dr-1

dz

(2)

-i

где г г- количество импульсов, поступивших с выхода элемента И 2 на входы группы элементов И 5 1 - число, записанное в реверсивном счетчике 7; . а - коэффициент пересчета ревер: сивных счетчиков 7 и 8.

Импульсы через элемент И 2 будут поступать на входы групп 5 и 6 элементов И до тех пор, пока число импульсов , послушавших на вход Вычитани  реверсивного счетчийа 4, не станет равным числу импульсов х, поступивших на вход сложени  реверсивного счетчика 4.

Перед началом работы в реверсивном счетчике 7 записываетс  число k. Реверсивный счетчик 7 может рабо тать в режиме сложени  или вычитани Число, записанное в реверсивном счетчике 7 при поступлении на вход группы 5 элементов И г импульсов, можно определить из уравнени  ± Г dz знак + соответствует работе ревер сивного счетчика 7 в режиме сложени знак - - в режиме вычитани . С учетом (21 , ± dr.l. (4) ± I Продифференцировав последнее выраже ние и разделив переменные, получим dl + dr Т - а . Проинтегрируем выражение (5) и пред ставим пределы изменени  переменных Inf | ±т/аГ |К 1о или l ke-°(7) При работе реверсивного счетчика 7 в режиме сложени  на его вход по ступает l-k -k kl : (8) импульсов. При работе реверсивного счетчика 7 режиме вычитани  на. его вход поступ (l-k) - (-k+kl ) импульсов. J Следовательно, число импульсов, nocTynHBUiiix на вход вычитани  ревер сивного счетчика 4, св зано с число импульсов г, поступивших на входы групп 5 и б элементов И, выражением ±(l-k) ±(kr -k). (10) где знак + соответствует работе реверсивного счетчика 7 в режиме сл жени , знак L , опал - - в режиме вычитани TTonvuMM Учитыва , что , ЛчЛ/iy HWM , откуда г ±а1пЦ. Группа элементов И 6, сумматор 10 и реверсивный счетчик 8 образуют второй перемножитель, работа которого описываетс  выражением где г 2 - число импульсов, поступивших с выхода сумматора 10 при подач на входы группы элементов И 6 г импульсов . Импульсы с выхода сумматор 10 поступают через умножитель 11, задан ций показатель степени, на вхо реверсивного счетчика 8. Реверсивны счетчик 8 также может работать в режиме сложени  или вычитани . Число у в счетчике 8 определ етс  из выражени  t Jp-d22, jn это уравнение аналогично урав (4), получим: §Г Е dr. у а С учетом (12) () Следовательно, fXtk.1 ГЛО-, (-j-) ,(18) где m и k - масштабные коэффициенты, Р - показатель степени. Сравним предлагаемое устройство и прототип по функциональным возможност м и точности. Частота входных импульсов в предлагаемом устройстве может быть равна максимальной рабочей частоте элементной базы, и необходимо принимать дополнительные меры по ее снижению, которые в прототипе кро-, ме увеличени  аппаратурных затрат привод т к существенному увеличению времени преобразовани . Наличие масштабирующих коэффициентов m и k, (формула 18) существенно увеличивает по сравнению с прототипом функциональные возможности предлагаемого устройства при использовании его дл  линеаризации различных таблично заданных функций. Путем коммутации только некоторых св зей между блоками предлагаемого устройства можно вычисл ть функции вида 1пх и , причем результат вычислени  во всех случа х будет фиксироватьс  одним и тем же счетчиком. Это упрощает индикацию результата вычислени . Точность в предлагаемом устройстве повышена по сравнению с прототипом за счет.использовани  дл  реализации выражений (2) и (13) перемнржителей на сумматорах. Погрешность такого перемножител  не превышает при посто нном управл ющем коде 0,5 единицы младшего разр да, в то врем  как погрешность используемых в прототипе двоичных умножителей св зана с числом разр дов вырс жением А Зп+7 18При переменных управл ющих кодах погрешности этих устройство пропорционально возрастают. Аналитических выражений дл  их определени  пока не, получено.

51070546.

Погрешности предложенного устрой-1о единиц младшего разр да. Погрешства и прототипа исследовались пу-ность предлагаемого устройства дл 

тем моделировани  их работы на цифро-тех же случаев измен лась от 0,5 до

вой вычислительной машине. Погрешнос-3 единиц младшего разр да. С увелити прототипа исследовались дл  слу- чением числа разр дов погрешность

ча , когда вместо схемы сложени -вы- 5вычислени  и в прототипе и в .предлачитайи  импульсов включена схемагаемом устройстве возрастает, с

вычитани  количества-импульсов. Тог-уменьшением числа разр довснижаетда погрешность прототипа минимальнас . Однако следует отметить, что в

и при , р 1 дл  одних режимовизвестных устройствах эта погрешность

работы составл ла 2-4- единицы млад- 10возрастает быстрее, чем в предлагаешего разр да, дл  других достигаламом.

Claims (1)

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор импульсов, первый, второй и третий реверсивные счетчики, первую и вторую группы элементов И, элемент ИЛИ и элемент И, первый Вход которого соединен с выходом генератора импульсов, разрядные выходы второго и третьего реверсивных счетчиков подключены соответственно К первым входам элементов И первой и второй групп, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных *возможностей за счет вычисления функций In хи 2-^х и повышения точности, в него введены первый и второй сумматоры и умножитель, выход которого соединен с информаци~онным входом третьего реверсивного счетчика, выход элемента И подключен к вторым входам элементов И первой и второй групп, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с первым входом преобразователя, выход первого сумматора g подключен к информационным входам первого и второго реверсивных счетчиков, второй вход преобразователя соединен с установочным входом перво го реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены к входам £ элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента И. *