Claims (2)
Недостатками известного преобразовател вл ютс пониженна точность и узкие функциональные возможности . Цель изобретени - повышение точности воспроизведени функциональных зависимостей и расширение функциональных возможностей преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем что в частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий блок управлени , два управл емых делител частоты, реверсивный счетчик группу элементов И, делитель частоты и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И группы, первые и вторые входы которых соединены с выходами соответственно .делител частоты и реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом блока управлени , первый выход которого соединен с входом записи реверсивного счетчи ка, счетный вход которого соединен с выходом первого управл емого делител частоты, управл ющий и счетный входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока управлени и первым выходом группы выходов блока управлени , третий выход которого соединен с управл ющим входом второго управл емого делител частоты, введен импульсный вычитатель , первый и второй входы которого соединены с первым и вторыми выходами группы выходов блока управлени , третий и четвертый выходы которой соединены соответственно с входом делител частоты и счетным входом второго управл емого делител частоты, выход импульсного вычитател соединен с вторым входом блока управ лени , третий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, четвертый вход блока управлени соединен с вхо дом преобразовател . Причем блок управлени содержит четыре элемента И, два элемента ИЛИ элемент НЕ, дешифратор и блок пам ти , первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим выходами блока управлени и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с чет вертым входом и первым выходом груп пы выходов блока управлени , второй вход которого соединён с первым вхо дом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ и первым входом третьего элемента И, второй вход которого со динен с выходом первого элемента ИЛИ, и третьим выходом группы выходов блока управлени , третий вход которого соединен с вторым выходом группы выходов блока управлени и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока пам ти и входом элемента НЕ, выходы первого и второго элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым выходом группы выходов блока управлейи , первый вход которого соединен с входом дешифратора; выход которого соединен с входом блока пам ти На фиг. 1 показана блок-схема преобразовател ; не фиг. 2 - то же, блок управлени . Частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержит блок 1, управлени , управл емые делители 2 и 3 частоты, реверсивный счетчик k, делитель 5 частоты группу 6 элементов И, импульсный вычитатель 7 и элемент 8 ИЛИ. Блок управлени содержит выходы 9-11, группу 12 выходов, входы 13 и Ц, выходы группы 15-19, вход 20, блок 21 пам ти, элементы 22-25 И, элементы 26 и 27 ИЛИ, элемент 28 НЕ и дешифратор 29. .. Счетчик и делитель 5, группа 6 элементов И и элемент 8 ИЛИ образуют третий управл емый делитель частоты. В преобразователе используетс кусочно-линейна и кусочно-нелинейна аппроксимаци заданной функции. В случае кусочно-линейной аппроксимации с помощью блока 1 управлени организуетс структура, аналогична описанной в (2|, т.е. входные импульсы частоты fg поступают непосредственно на входы делител 5 и управл емого делител 2 частоты. Импульсный вычитатель 7 в данном случае , исключен из структуры преобразовател . Импульсы с выхода элемента 8 ИЛИ поступают на вход управл емого делител 3 частоты. Изменение коэффициентов делени управл ем.ых делителей частоты осуществл ет блок 1 управлени . С выхода делител 2 на счетный вход реверсивного счетчика k поступают импульсы с частотой r.k 0 м- к/ где К - коэффициент делени управл емого делител 2 частоты Текущее значение кода в реверсив ном счетчике k дл монотонно возрас тающей функции при нулевом начальном значении определ етс выражением т , (2) где - временной интервал, на котором формирует с заданна функци ; п - число разр дов в сче чике Ц и делителе 5. Дл монотонно убывающей функции текущее значение кода в реверсивном счетчике k опр.едел етс выражением N N(j- f,dt, 7 (3) о где Ng- начальный код, вводимый в в счетчик из блока управлени . На выходе элемента 8 ИЛИ формиру етс последовательность импульсов, следующих со средней частотой 1, Импульсы с частотой f поступают на вход делител 3, в регистре пам ти которого установлен коэффициент делени Kjj, сортветствующий i-му аппроксимирующему отрезку заданной функции. Частота следовани импульсов на выходе этого делител вл ет выходной частотрй устройства V4 При достижении текущим значением кода в реверсивном счетчике значений , с бответствующих узлам аппроксимации , блок управлени записывает в регистр пам ти выходного делител новое значение коэффициента делени K, мен ющее скорость изменени частоты fo, Соответственно переключение счета импульсов в реверсивном счетчи ке 4 позвол ет переходить от возрастающего изменени функции к убывающему и обратно. В случае кусочно-нелинейной аппроксимации с помощью блока управлени структура преобразовател ор06 ганизуетс следующим образом. Входные импульсы с частотой, f поступают на вход управл емого делител 2 частоты и на первый вход импульсного вычитател J, на второй вход которого поступают импульсы с выхода элемента 8 ИЛИ. Последовательность импульсов с выхода вычитател 7 поступает на входы делител 5 и управл емого делител 3 частоты Последовательность импульсов с частотой f, поступает на вход управл емого делител 2 частоты, в регистре пам ти которого записан код . Последователь ность импульсов с выхода этого управл емого делител частоты поступает . на вход реверсивного счетчика , в котором за некоторое врем запишетс число к .4 .4 N о 5 где NiJi- коэффициент пересчета счетчиков управл емого делител 2 частоты. Частота на выходе вычитател 7 f fo - Ч- 7) В то же врем частота, поступающа с выхода элемента ИЛИ 8, равна где коэффициейт пересчета счётчика 4 и делител 5. Тогда согласно (7) и (8 3 Откуда f , Импульсы с частотой f поступают на вход управл емого делител 3 часто- ты в регистре пам ти которого запи- сан код ,. На выходе этого делител получим последовательность импульсов с частотой . где коэффициент пересчета счетчиков управл емого делител 3 частоты. Учитыва выражени (6) и (10) i , тг ,i j -{o-t) Последовательность импульсов с частотой f| поступает на реверсивный счетчик результата (не показан в котором за период времени с наД tf за4)иксируетс число К ЧП г I Kan m2 mj g Ny:- конец предыдущего уча ка аппроксимации по функции; 6 предыдущего участ ка аппроксимации по ар гументу; f -tipsN - конец рассматриваемого участка аппроксимации по аргументу. Знак + - при работе счетчика результата в режиме сложени , - в режиме вычитани . При достижении функцией следующего узла аппроксимации блок 1 управле ни измен ет коды в регистрах пам ти управл емых делителей 2 и Д частоты измен тем самым коэффициенты делени делителей, и преобразователь работает аналогично предыдущему участку. Если аппроксимаци заданной функции осуществл етс только нелинейными отрезками, то число в счетчике результата, если в нем перед начало . преобразовани установить число No, определ етс выражением .. .N., 4..ili 4 4 . 11. МПй t-. 1/ . Wh«i Ле- ч . 11 2 Измен коды К. и К в регистрах пам ти управл емых делителей частоты можно мен ть кривизну и наклон .аппроксимирующей кривой. Из (5) и .(Н) видно, что предложенный преобразователь пригоден дл кусочно-линейной и кусочно-нелинейной ,;(кусочно-логарифмической) аппро ксимации функций. Пусть в формуле (И) fftt e 2000; fj, К. Nj«0; ,64; 2048. Определим Ы 2048 йгООО бТО 2 -254870:- Аналогично, дл - f,- t 1000; . Изменим K;jи определим дл atoro случа К. , но так, чтобы f; t| осталось равным 2000, а . Пусть К;,:.40; Из формулы (Т) t(NrNo) 1 г N, -о 1Г-е« VJ j I/ . тз ..-t (л i. М1 г048 |т2000 i 204во Определив величину KIJ , вычисл ем дл f. N 68,2. Следовательно, применив нелинейную аппроксимацию, подбира соотетствующие значени коэффициентов К(( и , т.е. измен кривизну аппроксимирующей кривой, можем с необходимой точностью воспроизводить заданную функцию. В известном устройстве дл этого . необходимо увеличить количество участков аппроксимации, а это приводит к усложнению устройства. Таким образом, применение кусочнологарифмической аппроксимации позвол ет существенно повысить точность и расширить функциональные возможности преобразовател . Формула изобретени 1. Частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий блок управлени , два управл емых делите частоты, реверсивный счетчик, сруппу элементов И, делитель частоты элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И группы, первые и вторые входы которых соединены с выходами соответственно делител частоты и реверсивного счет-, чика, выход которого соединен с первым входом блока управлени , первый выход которого соединен с входом записи реверсивного счетчика, счётный jBXofl которого соединен с выходом пер вого управл емого делител частоты. управл ющий,и счетный входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока управлени и первым выходом группы выходов блока управле ни , третий выход которого соединен с управл ющим входом второго управл емого делител частоты, отличающийс тем, что, с целью повышени точности воспроизведени функциональных зависимостей, в него введен импульсный вычитатель, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами группь) выхо дов блока управлени , третий и четвертый выходы которЬй соединены соответственно с входом делител частоты и счетным входом второго управл емого делител частоты, выход имг; пульсного вычитател соединен с втог рым входом блока управлени , третий вход которого соединен с выходом эле |Мента ИЛИ, четвертый вход блока упра лени соединен с входом преобразовател . 2, Преобразователь по п.1, о т л чающийс тем, что, блок управлени содержит четыре элемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, дешифратор и блок пам ти, первый, второй третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим выходами блока управлени и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с четвертым входом и пёр:вым выходом группы выходов блока управлени , второй вход которого соединен с первым входЬм второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и третьим выходом группы выходов блока управлени , третий вход которого сое динен с вторым выходом группы выходов блока управлени и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен е четвертым выходом блока пам ти и входом элемента НЕ, выходы первого и второго элементов И соединены с входами перво-. го элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым I выходом группы выходов блока управлени , первый вход которого соединен с входом дешифратора, выход KOTOpord соединен с входом блока пам ти . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Гильман Г. Г. и др. Приборы и системы управлени . Цифровой функциональный преобразователь дл многоканальных измерительных систем ,1-№ 10, 1978. The disadvantages of the known converter are reduced accuracy and narrow functionality. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the reproduction of functional dependencies and expand the functionality of the converter. The goal is achieved by the fact that in a frequency-pulse functional converter containing a control unit, two controllable frequency dividers, a reversible counter, a group of elements AND, a frequency divider and an element OR, whose inputs are connected to the outputs of elements AND of a group, the first and second inputs of which are connected to the outputs, respectively, of a frequency separator and a reversible counter, the output of which is connected to the first input of the control unit, the first output of which is connected to the recording input of the reversible counter, the counting input of which connected to the output of the first controlled frequency divider, the control and counting inputs of which are connected respectively to the second output of the control unit and the first output of the output group of the control unit, the third output of which is connected to the control input of the second controlled frequency divider, a pulse subtractor is entered, the first and the second inputs of which are connected to the first and second outputs of the group of outputs of the control unit, the third and fourth outputs of which are connected respectively to the input of the frequency divider and the counting input torogo controllable frequency divider, the output pulse subtracter coupled to the second input unit councils laziness, a third input coupled to an output of the OR gate, the fourth input of the control unit is connected to the transducer WMOs house. Moreover, the control unit contains four elements AND, two elements OR element NOT, a decoder and a memory unit, the first, second, third and fourth outputs of which are connected respectively to the first, second, third outputs of the control unit and the first input of the first element AND, the second input of which connected to the even twisted input and first output of the group of outputs of the control unit, the second input of which is connected to the first input of the second element I, the second input of which is connected to the output of the element NOT and the first input of the third element AND, the second input of which It is connected to the output of the first element OR, and the third output of the output unit of the control unit, the third input of which is connected to the second output of the output group of the control unit and the first input of the fourth And element, the second input of which is connected to the fourth output of the memory unit and the input of the HE element, the outputs of the first and second elements And connected to the inputs of the first element OR, the outputs of the third and fourth elements And connected to the inputs of the second element OR, the output of which is connected to the fourth output of the group of outputs of the control unit, the first input of which is connected to the input of the decoder; the output of which is connected to the input of the memory block. In FIG. 1 shows a block diagram of a converter; not figs. 2 - the same, control unit. The frequency-impulse functional converter contains block 1, control, controlled dividers 2 and 3 frequencies, reversible counter k, frequency divider 5 group of 6 elements AND, pulse subtractor 7 and element 8 OR. The control unit contains outputs 9-11, group 12 of outputs, inputs 13 and C, outputs groups 15-19, input 20, memory block 21, elements 22-25 AND, elements 26 and 27 OR, element 28 NOT and decoder 29. .. The counter and divider 5, the group of 6 elements AND and the element 8 OR form the third controlled frequency divider. The converter uses a piecewise linear and piecewise non-linear approximation of a given function. In the case of piecewise linear approximation, the control unit 1 organizes a structure similar to that described in (2 |, i.e., the input frequency pulses fg go directly to the inputs of the divider 5 and the controlled frequency divider 2. Pulse subtractor 7 in this case is excluded from the converter structure. The pulses from the output of element 8 OR are fed to the input of controlled frequency divider 3. The control unit 1 of the frequency divider controls the change of the division factors of the frequency dividers. From the output of divider 2 to the reverse input of the ketchik k, pulses are received with the frequency rk 0 m –k / where K is the division ratio of the controlled divider 2 frequencies The current code value in the reversible counter k for a monotonically increasing function at zero initial value is determined by the expression m, (2) where is the time the interval on which it forms with a given function; n is the number of bits in the counter C and the divider 5. For a monotonically decreasing function, the current code value in the reversible counter k is defined by the expression NN (jf, dt, 7 (3) o where Ng is the initial code entered into the counter from the control unit. At the output of element 8 OR, a sequence of pulses is formed, which follow with an average frequency of 1, pulses of frequency f are fed to the input of divider 3, in the memory register of which the division factor Kjj is set, which corresponds to the i-th approximating segment of a given function. The pulse frequency at the output of this divider is the output frequency of the V4 device. When the current code value in the reversible counter reaches the values corresponding to the approximation nodes, the control unit writes to the output divider memory register a new value of the division factor K, which changes the rate of change of the frequency fo, Accordingly, switching the pulse count in the reversible counter 4 allows one to go from an increasing change of function to a decreasing one and vice versa. In the case of a piecewise nonlinear approximation using a control unit, the structure of the transducer Op6 is guided as follows. The input pulses with frequency, f are fed to the input of the controlled divider 2 frequencies and to the first input of the pulse subtractor J, to the second input of which pulses are received from the output of element 8 OR. The pulse sequence from the output of the subtractor 7 is fed to the inputs of the divider 5 and the controlled splitter 3 frequencies A sequence of pulses with a frequency f, is fed to the input of the controlled splitter 2 frequency, in the memory register of which a code is written. The pulse sequence from the output of this controlled frequency divider arrives. to the input of the reversible counter, in which for some time the number will be written to .4 .4 N о 5 where NiJi is the conversion factor of the counters of the controlled splitter 2 frequency. The frequency at the output of the subtractor 7 f fo is-7) At the same time, the frequency coming from the output of the element OR 8 is equal to where the conversion factor of the counter 4 and the divider 5. Then, according to (7) and (8 3 From f, Pulses with frequency f is fed to the input of the controlled divider 3 frequencies in the memory register of which the code is written, at the output of this divider we obtain a sequence of pulses with a frequency where the conversion factor of the counters of the controlled divider is 3 frequencies. Considering expressions (6) and (10 ) i, n, ij - {ot) Pulse sequence with frequency f | enters the reversible counter of the result (not shown in which for a period of time from per d tf per 4) the number of KP PE g I Kan m2 mj g Ny is extracted: - the end of the previous part of the approximation by function; 6 of the previous plot of approximation by the argument; f -tipsN - the end of the considered section of the approximation by argument. The + sign - when the result counter is in the add mode, - in the subtraction mode. When the function reaches the next approximation node, the control unit 1 changes the codes in the memory registers of the controlled dividers 2 and D of the frequency thereby changing the division factors of the dividers, and the converter operates similarly to the previous section. If the approximation of a given function is performed only by nonlinear segments, then the number in the result counter, if there is a start in it. the conversion set the number to No, determined by the expression .. .N., 4..ili 4 4. 11. MPy t-. one/ . Wh “i Leth. 11 2 Changing the codes K. and K in the memory registers of the controlled frequency dividers can change the curvature and slope of the approximation curve. From (5) and. (H) it can be seen that the proposed converter is suitable for piecewise linear and piecewise nonlinear, (piecewise logarithmic) approximation of functions. Let in the formula (I) fftt e 2000; fj, K. Nj "0; , 64; 2048. We will define Ы 2048 ггООО БТО 2 -254870: - Similarly, for - f, - t 1000; . Change K; j and define for atoro the case of K., but so that f; t | remained equal to 2000 as well. Let K;,:. 40; From the formula (T) t (NrNo) 1 g N, -о 1Г-е “VJ j I /. tz ..- t (l i. M1 r048 | t2000 i 204vo. Determining the value of KIJ, we calculate for f. N 68.2. Consequently, applying a nonlinear approximation, selecting the corresponding values of the coefficients K ((and, i.e., changing the curvature approximating the curve, we can reproduce the required function with the necessary accuracy. In the known device for this, it is necessary to increase the number of approximation sites, and this leads to a complication of the device. Thus, the use of the piece-and-logarithmic approximation allows to significantly improve the accuracy and Transducer capabilities. Invention 1. Frequency-pulse functional converter containing a control unit, two controlled divide frequencies, a reversible counter, a group of AND elements, a frequency divider OR element, whose inputs are connected to the outputs of the AND elements of the group, the first and second inputs of which connected to the outputs, respectively, of the frequency divider and the reversing counter, the output of which is connected to the first input of the control unit, the first output of which is connected to the recording input of the reversible counter ik, whose countable jBXofl is connected to the output of the first controlled frequency divider. control, and counting inputs of which are connected respectively to the second output of the control unit and the first output of the output unit of the control unit, the third output of which is connected to the control input of the second controlled frequency divider, characterized in that, in order to improve the accuracy of reproduction of functional dependencies, a pulse subtractor is entered into it, the first and second inputs of which are connected to the first and second outputs of the group) outputs of the control unit, the third and fourth outputs of which are connected respectively to the input th frequency divider and a counting input of the second controllable frequency divider, the output IMG; the pulse subtractor is connected to the upstream input of the control unit, the third input of which is connected to the output of the control element, the fourth input of the control unit is connected to the input of the converter. 2, The converter according to claim 1, wherein the control unit comprises four AND elements, two OR elements, a NOT element, a decoder and a memory block, the first, second, third and fourth outputs of which are connected respectively to the first, second , the third output of the control unit and the first input of the first element I, the second input of which is connected to the fourth input and feather: output of the output group of the control unit, the second input of which is connected to the first input of the second element I, the second input of which is connected to the output of the element NOT and the first by the entrance The third And element, the second input of which is connected to the output of the first OR element and the third output of the control unit output group, the third input of which is connected to the second output of the control unit output group and the first input of the fourth And element, the second input of which is connected to the fourth output of the memory block and the input element is NOT, the outputs of the first and second elements And are connected to the inputs of the primary. The OR element, the outputs of the third and fourth elements AND are connected to the inputs of the second OR element, the output of which is connected to the fourth I output of the output unit of the control unit, the first input of which is connected to the input of the decoder, the output of KOTOpord is connected to the input of the memory unit. Sources of information taken into account in the examination 1. Gilman G. G. and others. Instruments and control systems. Digital functional converter for multichannel measuring systems, 1-No. 10, 1978
2. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 06 F 15/31, 1976, (прототип).2. USSR author's certificate №, cl. G 06 F 15/31, 1976, (prototype).
Фtfг.1Ftfg.1