SU957218A1 - Функциональный преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычисли-, тельной технике и может найти применение при формировании функций произвольного вида при задании аргумента в цифровом коде.

Известно устройство, содержащее ⁵ регистр аргумента, два блока памяти умножители и сумматор Cl 3.

Недостаток известного устройства состоит в невозможности воспроизведения функций произвольного вида на заданном временном участке и малая точность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является функциовальный преобразователь, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входу вычитающего счетчика, на вход установки которого через элемент ИЛИ подается код текущего временного уча-го стка со входной шины или регистра через блок элементов И, управляемых через элемент задержки дешифратором нулевого кода вычитающего счетчика.

Дешифратор нулевого кода изменяет состояние суммирующего счетчика, переполнение которого производит сброс устройства в исходное состояние. Параллельный код ординат воспроизводимой кривой через регистры пода· ется на два цифро-аналоговых преобразователя, выходы которых соединены с аналоговыми входами цифро-аналого: вого преобразователя, на цифровые ! входы которого подается коде суммирующего счетчика, а его выход является выходом устройства [2].

Недостатком этого устройства является воспроизведение функций на заданном временном участке только в виде прямой линии и малая точность, обусловленная применением в устройстве трех цифро-аналоговых преобразователей .

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения функций и расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения им функций, отличных от прямой линии, например степенных, показательных, тригонометрических, гиперболических и т. д.

Поставленная цель достигается тем, что э преобразователь, содержащий регистр интервалов, первый и второй регистры ординат, четыре группы элементов И, элемент ИЛИ, элемент за-, держки, два.счетчика, дешифратор нуля, генератор импульсов, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен через дешифратор нуля с входом элемента задержки и счетным входом второго счетчика, ход переполнения которого соединен с ’ первыми входами элементов И первой, второй и третьей групп, вторые входы .

На фиг. 1 представлена блок-схема одной вре1

2, устройства; на фиг. 2. - график из функций (sin х) на заданном менном интервале.

₅ Устройство 'содержит регистр интервалов, группу элементов И элемент ИЛИ 3, счетчик 4, генератор 5 импульсов, элемент 6 задержки, дешифратор 7 нуля, счетчик 8,регистр 9 to функции, группа 10 блоков памяти, коммутатор 11, блок 12 умножения, блок 13 вычитания, регистры 14 и 15 ординат, блок 16 сложения группы элементов И 1719, входы 20-23 преобразователя, выход 24 преобразователя.

Вход 20 функционального преобразователя является входом задания вре- ^z менного интервала, входы 21 и 22 входами задания значения ординат в выкоторых соединены с входами задания ₂₀ начальных условий преобразователя, выходы элементов И первой группы соединены с первыми входами элементов ИЛИ, и входом регистра интервалов, выход которого соединен с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходом-элемента задержки и вторыми входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика, выходы элементов И второй и третьей групп соединены с входами соответственно первого и второго регистров ординат, дополнительно введены группа блоков памяти, коммутатор, блок умно-³⁵ жения, блок сложения, блок вычитания и регистр функций, вход записи которого соединен с выходом переполнения второго счетчика, выход регистра функ-_ ций соединен с управляющими входами блоков памяти группы, информационные, входы и выходы которых соединены соответственно с выходом разрядов второго счетчика и входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй вход и выход которого соединены соответствен но с выходом блока вычитания и первым входом блока сложения, второй вход которого соединен с выходом вто- ⁵⁰ рого регистра ординат и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого регистра ординат, выход блока сложения соединен с выходом преобразователя, 55 вход задания вида функции которого соединен с информационным входом регистра функции.

начале и конце временного интервала, вход 23 входом задания вида функциональной зависимости.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии в регистр интервалов 1 и в первый счетчик 4 через вход 20 и группу элементов И 17 записывается код начального временного интервала, а в регистры ординат заданной функции в начале 15 ив конце 14 временного участка через соответствующие входы 22, 21 и группы элементов И 19 и 18 записываются коды ординат заданной функции в начале К_н и в конце К к временного участка.

Коды ординат каждой нормирозаиной функции Кф5<0 ί Кф( 1 , ί = 1 , 2,.. . Ν) однажды по своему адресу вводятся в группу блоков памяти 10^-10^.

По заданной функциональной зависимости через вход 23 регистр функции 9 в зависимости от того, какой участок заданной функции генерируется, разрешает считывание кодов ординат нормированной функции из соответствующего блока памяти 10j , j = 1,2,...Ν.

При поступлении импульсов с генера тора 5 импульсов на вход первого счетчика 4, в последнем значении кода временного интервала уменьшается до нуля и в момент установки нуля дешифратора 7 нулевого кода вырабатывает импульс, который, воздействуя через элемент 6 задержки, группу элементов И 2 и элемент ИЛИ 3, восстанавливаем состояние первого счетчика 4 путем записи содержимого регистра 2, а также увеличивает значение кода второго счетчика 8 на единицу. В соот ветствии с новым состоянием второго счетчика 8 из выбранного регистром 23 блока памяти кодов ординат нормированной функции 10j на блок. 12 умножения через коммутатор 11 подается ₅ следующее значение кода ординаты нормированной фукнции Значег· ния содержимого регистров ординат функции в конце 14 и в начале 15 временного участка вычитаются в блоке ц 13 вычитания с учетом знака каждой ординаты и результат поступает на блок 12 умножения. Произведение, полученное на выходе блока 12 умножения, суммируется в блоке 16 сложения с со-<5 держимым регистра ординаты функции в начале 15 временного участка. Следовательно, на выходе блока 16 сложения на выходе 25 в каждый временной интервал формируется значение ординаты генерируемой функции, которая на каждом временном.участке получается путем трансформации нормированной функции во времени и в соответствии с заданными значениями ординат функции в начале и в конце этого временного участка. В общем случае генерируемая на данном участке функции может изменить и знак согласно формуле

W ±к_ч+ М+К_к- (+к_н)].. ³⁴

После заполнения второго счетчика 8, т. е. после выборки последнего кода ординат нормированной функции, на выходе переполнения счетчика 8 по-³⁵ является импульс, который разрешает, проведение обновления в регистрах 1, 14, 15 и 9 соответственно кодов временных интервалов, кодов ординат функции в конце и в начале нового временного участка, а также на выбор очередного запоминающего'устройства.

На фиг. 2а представлен график одной из нормированных функций (sin х)

На фиг. 26 представлен график ** функций, вырабатываемых функциональным генератором при различных значениях кодов ординат функции в начале и конце заданного временного участка.

Как видно из работы функционального преобразователя, существенным отличием его от известного является возможность воспроизведения более сложных функций, чем прямая линия, $$ например степенных, показательных, тригонометрических, гиперболических и т. д.

957218 6

Причем функции воспроизводятся с любыми наперед заданными значения ми функции в начале и конце временного участка, который тоже может меняться. Это расширяет функциональные возможности устройства и дает возможность использования его в качестве высокочастотного генератора сложных функций для систем автоматического управления динамическими испытаниями на прочность натурных конструкций.

Предлагаемое устройство может работать совместно с ЭВМ, при этом сигнал на выходе переполнения счетчика 8 является инициирующим для выполнения очередного цикла вычисления задаваемой функции.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к вычисли-, тельной технике и может найти применение при формировании функций произвольного вида при задании аргумента в цифровом коде. Известно устройство, содержащее регистр аргумента, два блока пам ти умножители и сумматор Cl1. Недостаток известного устройства состоит в невозможности воспроизведени  функций произвольного вида на заданном временном участке и мала  точность . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  функци ональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входу вычитающего счетчика, на вход установки которого через элемент ИЛИ подаетс  код текущего временного участка со входной шины или регистра через блок элементов И, управл емых через элемент задержки дешифратором нулевого кода вычитающего счетчика. Дешифратор нулевого кода измен ет состо ние суммирующего счетчика, переполнение которого производит сброс устройства а исходное состо ние. Параллельный код ординат воспроизводимой кривой через регистры пода етс  на два цифро-аналоговых преобразовател , выходы которых соединены с аналоговыми входами цифро-аналогового преобразовател , на цифровые входы которого подаетс  код с суммирующего счетчика, а его выход  вл етс  выходом устройства С2. Недостатком этого устройства  вл етс  воспроизведение функций на заданном временном участке только в виде пр мой линии и мала  точность, обусловленна  применением в устройстве трех цифро-аналоговых преобразователей . Цель изобретени  - повышение точности воспроизведени  функций и расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведени  им функций, отличных от пр мой линии, например степенных, показательных, тригонометрических, гиперболических м т. д. Поставленна  цель достигаетс  тем, что э преобразователь, содержащий регистр интервалов, первый и втор ,ой регистры ординат, четыре группы элементов И, элемент ИЛИ, элемент задержки , два.счетчика, дешифратор нул , генератор импульсов, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен через дешифратор нул  с входом элемента задержки и счетным входом второго счетчика, вы ход переполнени  которого соединен с первыми входами элементов И первой, второй и третьей групп, вторые входы которых соединены с входами задани  начальных условий преобразовател , выходы элементов И первой группы соединены с первыми входами элементов ИЛИ, и входом регистра интервалов, выход которого соединен с первыми входами элементов и четвертой группы вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходомэлемента задерх ки и вторыми входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика аыходы элементов И второй и третьей групп соединены с входами соответственно первого и второго регистров ор динат, дополнительно введены группа блоков пам ти, коммутатор, блок умно жени , блок сложени , блок вычитани  и регистр функций, вход записи котор го соединен с выходом переполнени  второго счетчика, выход регистра фун VI ции соединен с управл ющими входами блоков пам ти группы, информационные. входы и выходы которых соединены соответственно с выходом разр дов вто рого счетчика и входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока умножени , второй вход и зыход которого соединены соответстве но с выходом блока вычитани  и первым входом блока сложени , второй вход которого соединен с выходом вто рого регистра ординат и первым входом блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом первого ре гистра ординат, выход блока сложени  соединен с выходом преобразовател , вход задани  вида функции которого с единен с информационным входом регис ра функции. На фиг. 1 представлена блок-схема стройства; на фиг. 2. - график одной из функций (sin х) на заданном временном интервале. Устройство содержит регистр 1 интервалов, группу элементов И 2, элемент ИЛИ 3 счетчик , генератор 5 импульсов, элемент 6 задержки дешифратор 7 нул , счетчик 8,регистр 9 функции, группа ТО блоков пам ти, коммутатор 11, блок 12 умножени , блок 13 вычитани , регистры 14 и 15 ординат , блок 16 сложени  группы элементов И 17-19, входы 20-23 преобразовател , выход 2 преобразовател . Вход 20 функционального преобразо-, вател   вл етс  входом задани  вре- менного интервала, входы 21 и 22 входами задани  значени  ординат в начале и конце временного интервала , вход 23 - входом задани  вида функциональной зависимости. Функциональный преобразователь работает следующим образом. В исходном состо нии в регистр интервалов 1 и в первый счетчик if через вход 20 и группу элементов И 17 записываетс  код начального временного интервала , а в регистры ординат заданной функции в начале 15 и в конце 14 временного участка через соответствующие входы 22, 21 и группы элементов И 19 и 18 записываютс  коды ординат заданной функции в начале К и в конце Кц временного участка. Коды ординат каждой нормированной функции Кф,{0 4 Кф - Ь i 1 , 2,... N) однажды по своему адресу ввод тс  в группу блоков пам ти . По заданной функциональной зависимости через вход 23 регистр функции 9 в зависимости от того, какой участок заданной функции генерируетс , разрешает считывание кодов ординат нормированной функции из соответствующего блока пам ти lOj, j 1,2,...N. При поступлении импульсов с генератора 5 импульсов на вход первого счетчика 4, в последнем значении кода временного интервала уменьшаетс  до нул  и в момент установки нул  дешифратора 7 нулевого кода вырабатывает импульс, который, воздейству  через элемент 6 задержки, группу элементов И 2 и элемент ИЛИ 3, восстанaвливaet состо ние первого счетчика k путем записи содержимого регистра 2, а также увеличивает значение кода второго счетчика 8 на единицу. В соответствии с новым состо нием второго счетчика 8 из выбранного регистром 23 блока пам ти кодов ординат нормированной функции lOj на бло( 12 ум ножени  через коммутатор 11 подаетс  следующее значение кода ординаты нормированной фукнции (-)- Значе ни  содержимого регистров ординат функции в конце I и в начале 15 вре менного участка вычитаютс  в блоке 13 вычитани  с учетом знака каждой ординаты и результат поступает на блок 12 умножени . Произведение, пол ченное на выходе блока 12 умножени , суммируетс  в блоке 16 сложени  с со держимым .регистра ординаты функции в начале 15 временного участка. Следовательно на выходе блока 16 сложе ни  на выходе 25 в каждый временной интервал формируетс  значение ордина ты генерируемой функции, котора  на каждом временном.участке получаетс  путем трансформации нормированной функции во времени и в соответствии с заданными значени ми ординат функции в начале и в конце этого временного участка. 8 общем случае генерируема  на данном участке функции может изменить и знак согласно формуле Sbtxi (±K).. После заполнени  второго счетчика 8, т. е. после выборки последнего кода ординат нормированной функции, на выходе переполнени  счетчика 8 по  вл етс  импульс, который разрешает, проведение обновлени  в регистрах 1, 1й, 15 и 9 соответственно кодов временных интервалов, кодов ординат фун ции в конце и в начале нового времен ного участка, а также на выбор очередного запоминающегоустройства. На фиг. 2а представлен график одной из нормированных функций (sin х) На фиг. 26 представлен график функций, вырабатываемых функциональным генератором при различных значени; к кодов ординат функции в начале и конце заданного временного участка Как видно из работы функционального преобразовател , существенным отличием его от известного  вл етс  возможность воспроизведени  более сложных функций, чем пр ма  лини , например степенных, показательных, тригонометрических, гиперболических и т. д. Причем функции воспроизвод тс  с любыми наперед заданными значени  ми функции в начале и конце временного участка, который тоже может мен тьс . Это расшир ет функциональные возможности устройства и дает возможность использовани  его в качестве высокочастотного генератора сложных функций дл  систем автоматического управлени  динамическими испытани ми на прочность натурных конструкций . Предлагаемое устройство может работать совместно с ЭВМ, при этом сигнал на выходе переполнени  счетчика 8  вл етс  инициирующим дл  выполнени  очередного цикла вычислени  задаваемой функции. Формула изобретени  Функциональный преобразователь, содержащий регистр интервалов, первый и второй регистры ординат, четыре группы элементов И, элемент ИЛИ, эле-, мент задержки,, два счетчика, дешифратор нул , генератор импульсов, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика , выход которого соединен через дешифратор нул  с входом элемента за- . держки и счетным входом второго счетчика , выход переполнени  которого соединен с первыми входами элементов И/ первой, второй и третьей групп, вторые входы которых соединены с входами задани  начальных условий преобразовател , выходы элементов И первой группы соединены с первыми входами элемента ИЛИ и входом регистра интервалов , выход которого соединен с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходом элемента задержки и вторыми входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика , выходы элементов И второй и третьей групп соединены с входами соответственно первого и второго регистров ординат, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности j в него введены группа блоков пам ти, коммутатор, блок умножени , блок сложени , блок вычита ци  и регистр функций, вход записи которого соединен с выходом переполнени  второго счетчика, выход регистра функций соединен с управл ющими входами блоков пам ти группы, информационные входы и выходы которых соединены соответственно с выходом разр дов второго сметмика и входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока умножени , второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока вычитани  и первым рхо дом блока сложени , второй вход кото-«О рого соединен с выходом второго регистра ординат и первым входом блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом регистра ординат, выход блока сложени  соединен с выходом преобразовател , вход задани  вида функции которого соединен с информационным входом регистра функции. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N° 622090, кл, G Об F 7/38, 1978.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 398969, кл. G Об F 3/00, 1973 (прототип).

   Vf. f

   //opffy/fG ffifMmr // Ж

   ffifjf ef

   /If e y/syf/fffjr

   /f/7y

   r. .ff

   f. f,- /fff ff,ff

   d.,f