SU1086428A1 - Цифровой масштабный преобразователь - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ МАСЖАБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий входной и выходной сдвигатели, блок маскировани  , дешифратор, два коммутатора и сумматор, причем вход аргумента преобразовател  соединен с информационными входами входного сдвигател  и блока маскировани  управл ющие, входы которых соединены с входами соответственно двоичного пор дка длины интервала разбиени  исходной шкалы и маски преобразовател ,входы опорных точек и двоичных пор дков коэффициентов преобразовани  которого .соединены соответственно с информационными входами первого и второго коммутаторов, управл ющие входы которых соединены с выходом дешифратора, выход блока маскировани  соединен с информационньш входом выходного сдвигател , управл ющий вход которого соединен с выходом второго коммутатора,выходы первого коммутатора и выходного сдвигател  соединены с входами i сумматора, выход которого соединен с выходом преобразовател , отли (П чающийс  тем, что, с целью упрощени  преобразовател  и повьш1ени  точности при равенстве коэффициентов преобразовани  степени числа два, вход деш

Description

Изобретение относитс  к цифровой вычислительной технике, более конкретно к цифровым масштабным преобразовател м , используемым в измерительно-вычислительных системах, например в системах дл  регистрации спектров в  дерной физике (пон тие спектр в  дерной физике близко к пон тию гистограмма), и предназ начено дл  решени  .задачи масштабного преобразовани  значений целой величины, соответствующих некоторой исходной равномерной шкале, в значени , соответствующие сжатой шкале разные точки которой могут соответствовать одинаковому или..разному количеству точек исходной шкалы, с коэффициентами преобразовани ,  вл ющимис  степенью числа два. Известен цифровой масштабный пре образователь, содержащий регистр дл приема значени  преобразуемой величины (аргумента), блок дл  определен номера интервала значений преобразу емой величины, два шифратора констант и блок дл  сложени  и умножени , включающий в реб  узел управле ни , узел поочередного вьщелени  разр дов множител , регистр сдвига множимого, накапливающий сумматор со входным коммутатором С Недостатком этого преобразовател  вл етс  низкое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  преобразователь, содержащий узел маскировани , входной и выходной сдвигатели, дешифратор, сумматор и -два коммутатора, информационные входы ВХОДНОГО двигател  и узла мас кировани  служат дл  подачи значени преобразуемой величины, управл ющий вход входного сдвигател , вход маски в узле маскировани  и информа ционные входы обоих коммутаторов сл жат дл  подачи контстант, входы сумматора соединены.с выходом первого коммутатора и выходного сдвига тел , у которого управл ющий вход соединен с выходом второго коммутатора , а информационный вход - с выходом узла маскировани , выход дешифратора соединен с управл ющими входами коммутаторов. Кроме того, преобразователь содержит .также инкрементор (дополнительный сумматор ) , установленный между выходом входного сдвигател  и вхоДом деишфратора , и дешифратор нул , у 8 которого вход соединен с выходом узла маскировани , а выход - с входом добавлени  1 в инкременторе /, Недостаток известного устройства заключаетс  в том, что при числе интервалов шкалы, большем одного возможны погрешности преобразовани , если преобразуемое число равно целой степени числа два. Целью изобретени   вл етс  упрощение преобразовател  и повьщгение точности при равенстве коэффициентов преобразовани  степени числа два. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровом масштабном преобразователе, содержащем входной и выходной сдвигатели, блок маскировани , дешифратор, два коммутатора и сумматор, причем вход аргумента преобразовател  соединен с информационными входами входного сдвигател  и блока маскировани , управл ющие входы которых соединены с входами соответственно двоичного пор дка длины интервала разбиени  исходной шкалы и маски преобразовател , входы опорных точек и двоичных пор дков коэффициентов преобразовани  которого соединены соответственно с информационными входами первого и второго коммутаторов , управл ющие входы которых соединены с выходом дешифратора, выход блока маскировани  соединен с информационньт входом выходного сдвигател , управл ющий вход которого соединен с выходом второго коммутатора, выходы первого коммутатора и выходного сдвигател  соединены с входами сумматора,выход которого соединен с выходом преобобразоватеЛ , вход дешифратора соединен с выходом входного сдвигател . На фиг.1 представлена блок-схема преобразовател ; на фиг.2 диаграмма соответстви  исходной и сжатой шкал. Цифровой масштабный преобразователь (фиг.1) содержит входной сдвигатель 1, дешифратор 2, коммутаторы 3 и 4, блок 5 маскировани , выходной сдвигатель 6, сумматор 7, входы 8-13 преобразовател . Дл  повьш1ени  быстродействи  преобразователь может быть выполнен однотактным. В этом случае св зи показанные на чертеже, будут потенциальными . Все блоки преобразовател  могут быть выполнены извесТ ными способами. Блок 5 маскировани  выполнен, например, по схеме логического поразр дного умножени  и содержит на бор элементов И, по одному элементу И на каждый разр д преобразуемо величины X и маски М, подаваемых н входы 9 и 11 блока 5 соответственно . Кроме того, блок 5 может содер жать также регистр с входным набором элементов И. Преобразователь работает следую щим образом. Перед началом работы на входы 10-13 преобразовател  подаютс  кон станты, которые сохран ютс  на этих входах посто нно в процессе масшта ного преобразовани  потока величин X, подаваемых на входы 8 и 9. Эти константы, представл юпще собой параметры сжатой шкалы, определ ютс  предварительно в соответствии с диаграммой на фиг.2 следующим обра ЗОМ. 4 Исходна  равномерна  шкала Х,на которой отложены исходные значени  О ; X X мех к с предварительно разбиваетс  на равгные соприкасающиес  интервалы значений , имекнцие длину L, равную целой степени числа два. 2 , (2) где п -целое, п 1. Эти интервалы имеют номера i 0, 1, 2,...р (3) Начальным точкам этих интервалов исходной шкалы соответствуют значени  х,- ..,.1 а конечным точкам I iv и и значени  х i, fAOIKC 1,«ин - Li ,«с.кс , ) Дл  каждого i-го, интервала исх ной шкалы X предварительно задают шаг h сжати , равный целой степен числа два. где К О, 1, 2, 3,... 284 Исходна  шкала X преобразуетс  в заданную сжатую шкалу Y на которой отложены преобразованные значени  Vi Y Y - («с О ИЛИ 1. Например, Каждому i-му интервалу значений исходной шкалы X соответствует i-й интервал значений сжатой шкалы Y, имеющий длину f,- , . Эти интервалы значений сжатой шкалы также  вл ютс  соприкасающимис . Каждый i-й интервал значений сжатой шкалы определен точкой начала интервала, соответствующей значению Y; .,., и точкой конца этого м ИН„ интервала, соответствующей значению Y.. При этом имеет место равенство i. Значени , соответствующие точкам начала (i+1)-ro интервала сжатой шкалы,предварительно вычисл ютс  с учетом формулы (3) по формуле У. iV + (foi .MMH 1,МИН tl при . ,мин МИМ где Y: Максимальное количество (р+1) интервалов разбиени  шкал фиксировано и равно количеству констант, которые могут быть поданы одновременно на входы каждого из коммутаторов 3 и 4. Сжатую шкалу задают константами , К, М, и константами Y Y- /.иКонстанты п и К определ ютс  из ормул (2) и (6): п 1о§21 К. log Двоична  маска М определена форулой М L - 1 2 - 1 (13) и ее двоичный код имеет вид М 0...01...1, (14) где количество единиц, расположенных подр д, начина  с младшего разр да, равно п.

Y;

Константы К,

задаютс  дл 

всех интервалов. Эти константы и константы п и М определ ютс  предварительно, например, при помощи ЭВМ и до начала работы преобразовател  ввод тс  во внешний источник констант (не показан), подключенный к входам 10-13.

Таким образом, в процессе работы преобразовател  на входы 10 сдвигател  1 посто нно подана константа п сдвига, определенна  формулой (11)i на входы 11 блока 5 - двоична  маска М, определенна  формулой (13), на входы 13 кЛстанты К. дл  всех интервалов, определенные формулами (12); на входы 12-. константы 4 ..,.. дл  всех инд ,МИН ftn

тервалов, определенные формулой viU)

Очередное.исходное целое двоичное число X, соответствук дее исходной шкале, поступает на вход 8 сдвигател  1 и на вход 9 блока 5 маскировани . Сдвигатель 1 сдвигает число X на п paзp J5oв вправо, после чего на его выходах образуетс  двоичный код номера i интервала

i X . 2 (15) что эквивалентно вьшолнению операции делени  целых .1 часть частного г-, ъ На выходах блока 5 маскировани  образуетс  величина ( i7) Лх хЛМ, где Л -.знак поразр дного логического умножени . Эта операци  маскировани  в данном случае эквивалентна операции вз ти  остатка по Модулю дх X nrad L. (16)

Дешифратор 2 преобразует двоичный код номера i в один из сигналов управлени  коммутаторами 3 и А.По i-му сигналу, поданному на управл ющие входы коммутаторов 3 и 4, на выход коммутатора 4 пропускаетс  константа К:., а на выход коммутатора 3 - константа :/. ........ Далее

1|(ИИГ1

константа Ki поступает в качестве константы сдвига на управл ющие входы сдвигател  6, который сдвигает на К- разр дов вправо число дх, поступившее с вькодов блока 5 маскировани  ,

-К.

ДУ 4Х2

(49)

что эквивалентно операции делени  це1лых

lU

(20)

ЛУ

ДУ

т.е.

- цела  часть частного

Сумматор 7 вычисл ет искомое гобразова

преобразованное значение у соответствующее сжатой шкале Y

(21)

Л а

i. При этом слагаемое f поступает на вход сумматора 7 с выходов коммутатора 3, а слагаемое йу - с выходов сдвигател  6. При поступлении очередного исходного числа X на входы 8 и 9 описанный процесс масштабного преобразовани  повтор етс . Исключение погрешности преобразовани  обеспечиваетс  тем, что вход дешифратора 2 соединен с выходом сдвигател  1 непосредственно, а не через инкрементор, как это сделано в прототипе. Это позвол ет также упростить устройство (исключены инкрементор и дешифратор нул ).

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ МАСШТАБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий входной и выходной сдвигатели, блок маскирования , дешифратор, два коммутатора и сумматор, причем вход аргумента преобразователя соединен с информационными входами входного сдвигателя и блока маскирования, управляющие входы которых соединены с входами соответственно двоичного порядка длины интервала разбиения исходной шкалы и маски преобразователя,входы опорных точек и двоичных порядков коэффициентов преобразования которого .соединены соответственно с информационными входами первого и второго коммутаторов, управляющие входы которых соединены с выходом дешифратора, выход блока маскирования соединен с информационным входом выходного сдвигателя,управляющий вход которого соединен с выходом второго коммутатора,выходы первого коммутатора и выходного сдвигателя соединены с входами сумматора, выход которого соединен с выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения точности при равенстве коэффициентов преобразования степени числа два, вход дешифратора соединен с выходом входного сдвигателя.

   1 1086428