SU447715A1 - Устройство дл решени системы двух уравнений - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ ДВУХ УРАВНЕНИЙ

Изобретение Относитс  к цифровой вычислительной технике и может быть нспользовано при построешш специализированных, арифметических устройств дл  обработки результатов измерений.

Иавестн1ьд устройства дл  решени  систэ мы двух уравнений, содержаише счетчик времени измерени , блок управлени , вход которого соединен с выходом счетчика вре мени измерени , два блока измерени , нер- вую н вторую схемы И, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго блоков измерени , а первые входы соединены с первым выхо. дом блока управлени .

Однако когда средние частоты входных импульс се обоих блоксж измерени  имеют функциональную зависимость от обоих измер емых параметров, трудно получить решение при помощи Известных устройств.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известных тем, что оно содержит блсж пам ти , первый н второй функциональные преобразователи , счетчик с переменным коэффициентом пересчета и основной счетчик,

|вход котсфого соединен с выходом счетчика с неременным коэффициентом пересчета, вход которого соединен с первыми входами функциональных цреобраз жателей н с выходом третьей схемы И, компаратор, вхо: ды которого соединены с выходами функцио :нальных преобразователей, а выход - с ; первым входом третьей схемы И|1второй вход которой соединен со втсфым выходом блока управлени , &.-третий вход соединен со входом счетчика времени, третий выход блока управлени  через четвертую и п тую рхемы И соединен со вторыми входами 4 нкцнонаЛьных преобразователей, вторые оды че-гаертой и п той схем И соеди неиы с выходами и второго блокощ измерени  соответственно, второй выход первого блока измерени  через схему ИЛИ соединен со входом блока пам ти, выход которого соединен с третьим входом ,первого функционального преобразс аател , второй выход котсфого соединен со вторым входом схемы ИЛИ.

Такое выполнение позвол ет путем сов1иещени  функции нелинейного измерени  средней частоты с определением необходимого участка, аппроксимадии упростить ре шение системы двух;Храэнений;5 и повысить надежность устройства. При применении радиоиаотопных толщин номеров, используюших дискретные методы обработки результатов, дл  измерени  дву слойных покрытий, требуетс  получить два измер емых параметра из измен ющихс  двух импульсных потоков, средние часто:ты которых подчин ютс  следующим зависимост м от измер емых параметров. frf,,U,V) 20. ., t е частоты. При этом имеетс  возможность привес ; систему уравнений с следующему виду ,,CY) (iaHa) Целью предлагаемого устройства  вл етс  рещение системы уравнений такого в да на базе число-импульсной техники. В упом нутом конкретном случае измерени  двухслойных покрытий эти уравнени  приобретают следующий вид: --5-inU-t, X -Q-tn t 3 Поставленна  цель достигаетс  путем совмещени  функции нелинейного измерител  средней частоты и вычислительного устройства, так как одновременно с нелинейным измерением средней частоты опре дел етс  необходимый участок аппроксима ции дл  вычислительного устройства. Из приведенных уравнений видно, что при раз ных значени х входной частоты f в плоск сти X, у параметр х может быть выражен от параметра у семейством кривых которые по оси х сдвинуты на рассто ние , которое зависит только от величины входной частоты f . Это дает возможност значительно упростить вы,числительное устройство, так как определение необходимого участка аппроксимадии и дальнейшее (Совместное решение обоих уравнений х. как , .Px.y J33HL  остр ннрм„ .адаче-Нии может осуществл тьс  по той -жекрй:вой , по которой определ лс  участок аппро ксимации. , . Via чертеже приведена структурна  схема предлагае 1 ого устройства. Оно содержит счетчик 1 времени изме рени , блок 2 управлени ,- (который в частном случае может состо ть из одного триггера), схемы И 3 и 4, функциональные преобразователи 5, 6 и два блока из мерени  7 и 8, каждый из которых состо иг из цифрового нелинейного измерител  средней частоты известной конструкции, содержащего счетчик импульсов с переменным коэффициентом пересчета 9, основной счетчик импульсов Ю, триггер управлени  11, схему И 12, блок пам ти 13 и схе ..-.. -- , му И 14. В зависимости от рещаемого ;; уравнени  схема цифрового нелинейного измерител  средней частоты,-импульсов может состо ть только из счетчика импульсов с переменным коэффициентом пересчета 9, основного счетчика импульсов 10 и, устройства пам ти 13, или усложнена путем введени  дополнительных блоков. Если точки перегиба не могут быть расположены через одинаковое количество импульсов, поданных на основной счетчик импульсов 10, тр дл  получени  результатов измерени  раздельно дл  каждого измер емого параметра устройство может содержать дополнительные блоки пам ти 15, подключенные параллельно блокам пам ти 13 таким образом, что в зависимости от состо ни  ,блока управлени  2, коэффициент пересчета счетчиков импульсов с переменным коэффициентом пересчета 9 определ етс  оснбв, ым блоком пам ти 13 или дополнительным 15, Вместо дополнительного.блока пам ти iS блок пам ти 13 может от блока управлени  2 устанавливатьс в нужное положение определ ющее необходимый коэффициент предварительного пересчета счетчика, ;9. Предлагаемое устройство также содержит цифровой компаратор 16, подключенный к основным счетчикам импульсов Ю обоих цифровых нелинейных измерителей средней частоты 7 и 8, выход которого через схему И 17, второй вход которой соединен с блоками управлени  2, и третий вход с одним из входов всего устройства, а выход через схемы ИЛИ б и 6 соединен со входами цифровых нелинейных блоков измерени  средней частоты 7 и 8, и через дополнительный предварительный счету ,чик импульсов с переменным коэффициентом пересчета 18 соединен с дополнительным основным счетчиком импульсов 19. -5 Выход схемы И 17 соединен со вхо .дами первого и второго функциональных преобразователей 5, 6, содержащих счетчики с переменным коэффициентом пересчета 2О и 21 и основные счетчики импульсов 22 и 23, в которые в конце цикла измерени  при помощи схем И 24, И 25 переписываетс  результат из основных счетчиков импульсов 1О обоих блсжов цифрового нелинейного измерени  средней частоты 7 и 8. Входы цифрового компаратор 16 подключены к выходам основных счетчиков 22, 23 функциональных преобразователей 5, 6. К входу блока пам ти 15 через схему%ЛИ/26 подключен выход основного счетчика импульсов 22. Предлагаемое устройство работает следу ющим образом. В исходном состо нии перед началом цикла измерени  основной счет чик импульсов 10 первого блока измерени  средней частоты 7 устанавливаетс  в состо ние где К - начальный коэффициент пересчета счетчика импульсов с переменным коэффициентом пересчета 9, а D - емкость основного счетчика импульсов 10. Все остальное устройство устанавливает с  в нулевое состо ние. На вход / подаютс  импульсы, задающие врем  измерени  (например, с кварцевого генератора). На входы f-i и о подаютс  измер емые им- пульсные потоки,;В началу цикла измерени  входные импульсы в первом канале через схему И 3, подаютс  на счетчик 9 импульсов с переменным коэффициентом перес .чета, где импульсы дел тс  на начальный коэффициент пересчета и подаютс  на основной счетчик импульсов Ю, где произво дитс  вычитание фонового значени  средней частоты f 1 (-) Носле этого основной счетчик импульсов 1О первого блока измерени  средней частоты 7 окажетс  в нулевом со сто нии и перебросит триггер управлени  il, который откроет схемы И 12 и 14 и лерез блок пам ти 13 изменит коэффици- nepectjiefa счетчика 9 импульсе нТ соответствующий первой аппроксимирующей пр мой. Когда в триггерах основного счеТ чика импульссе 10 будет записано число, соответствующее первой точке пересчета аппроксимирующих пр мых, произойдет изменение состо ни  блока пам ти 13, и следовательно, коэффициента пересчета счетчика 9 импульсов с переменным коэф- фициентом пересчета и т. д. Таким образом осуществл етс  линейно-кусочна  аппроксимаци  функции ,-,о,х) X ), если при увелиX О (X мин чении значени  X функци  у увеличиваетс  или при X -X если при увеличеНИИ X функци  у уменьщаетс . Блок измерени  средней частоты 7 работает , как описано, если функциональна  вавис имость уравнени  1  вл етс  моно-. ° растущей, ч .. Если и функциональна  зависимость уравнени  2  вл етс  монотонно растущей, тогда и второй блок измерени  средней частоты 8 должен быть выполнен аналогично первому и работать, как описано выше. Рассмотрим работу второго блока измерени  средней частоты в случае, если втора  функциональна  зависимость  вл етс  монотонно падающей. Входные импульсы второго блока измерени  черюз схему И 4 подаютс  на счетчик 9 импульсов с переменным коэффициентом пересчета, коэффициент пересчета которого должен быть выбран таким образом , чтобы после подсчитывани  коли ч;ёствй входных импульсов, соответствую щих максимальному значению диапазона изменени  у в основном счетчике импульсов записано число, равное (iy основного счетчика импульсов 1О минус максимальнее значение параметра у минус единица. Далее через выбранные участки пересчета аппроксимирующих пр мых происходит изменение состо ни  блока пам ти 13 и изменение коэффициента пересчета счетчика 9 импульсов с переменным коэффициентом пересчета, при этом результат получаетс  в обратном коде, т. е. во врем  счета значение функции У уменьщаетс а Во втором цифровом нелинейном измеритгеле средней частоты происходит лннейио-кусочна  аппроксимаци  функции V. i При Л О ( X если при увели чении значени  функци  у уменьшаетс  или при X X , если при увеличении зна макс : чени  X функци  увеличиваетс . Одновременно через схему И 14 чере выбранные интервалы измен етс  состо ние дополнительного блока пам ти 15, в котором происходит запоминание участков аппроксимации функции при м..нимальном значении входной частоты как функции от параметра у , который во врем  измерительного цикла записываетс  в основном счетам чике импульссю Ю. После окончани  времени измерени  блок управлени  2 закрывает схемы И 3 и 4 в прекращает пода«у входных импульсе о кгаочаёт блсж пам ти 15 к счетчику импульсов с переменным коэффициентом пересчета 9 и открывает схему И 17. Импульсы б6 входа че рез схему И 17 подаютс  на входы обоих функциональных преобразователей 5, 0 и через счетчик импульсов с переменным коэффициентом пересчета 18 подаетс  на основной счетчик импульсов 19. После окончани  цикла измерени  в заП рани  схем И 3 и 4. через схемы И 24 и 25 производитс  перепись результа-ч тов в основные счетчики импульсов 22 и 23. При этом по цепи сброса устанавли- ваетс  исходное состодниё первого и второго блоков измерени  средней частоты 7 и 8, после чего начинаетс  .следующий цик ;измерени , одновременно с которым проис ходит дальнейшее решение уравнений при помощи цифровы с функциональных преобра- зсжателей 5, 6. Аппроксимаци  функций происходит до тех пор, пока в основных счетчиках импульсов 22, 23 не будут получены одинаковые значени  величины у (с учетом, что результат во втором канале записьшаетс  В обратнсни коде), тогда срабатывает цифровой компаратор 16, закрывает схему И 17 и останавливает устройство. В оснрв- счетчиках импульсов 22 и 23 будет Гзаписан результат измерени  , а в осно :ном счетчике 19 - результат измерени  П/ раметра. Из вышеизложенного видно, что в данном цифрсжом вычислительном устройстве достигнуто совмещение функций цифрового нелинейного измерител  средней частоты и вычислительного устройства, так как во врем  цикла измерени  происходит определение значени  V при X О (X X -. .-. --;. -г .-.,.-.-.макп 3 т. а, решаетс  система двух уравнений в плоскости 1,у и одновременное параллельное переключение дополнительных уст ройств пам ти на нужный участок аппроксимации дл  дальнейшего решени  системы уравнений в плоскос-ш X, jf , чем достигнуто значительное упрощение схемы вычислительного устройства в целом. Предмет:изобре те ки  Устройство дл  решени  системы двух уравнений, содержащее счетчик времени измерени , блок управлени , вход которого соединен с въссодрм счетчика времени измерени , два блока измерени , первую и вторую схемы И, выходы которых соединены соответственно первыми входами первого и второго), |бл(жоа измерени , первые входы соединены с первым выходом блока управлени , о т л и ч а ю щ е ес   тем, что, с целью увеличени  функ- ционада ных возможностей и повышени  надежности оно содержит пам ти, первый и второйфункциональные преобразо- ватели, счетчик с переменным коэффициентом . пересчета и основной счетчик, вход которого соединен с выходом счетчика с переменным коэффициентом пересчета, вход которого соединен первыми входами функциональных преобразователей не выходом третьей схемы компаратор, входы которрго соединены с выходами функциональных преобрйзоьателей, а выход - с первым входом третьей схемы И , второй вход которой соединен со вторым выходом блока управлени , а третий вход соединен со входом счетчика времени, третий выход блока управлени  через четвертую и п тую схемы И соединен со вторыми входами функцион)зльных преобразователей, вторые входы четвертой и п той схем И соединены с выходами первого и второго блок№ измерени  соответственно, второй выход первого блока измерени  через схему ИЛИ соединен со входом блока пам ти, выход которого соединен с третьим входом функционального преобразовател , второй выход которого соединен со вторым входе схемы ИЛИ.