Дифференцирующее устройство

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>982017 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Эаявлено29.04 ° 81 (21) 3282413/18-24 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет—

Опубликовано 1512,82. Бюллетень N9 46

Дата опубликования описания 15. 12. 82 .

Р Ц К з

G 06 G 7/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

)$3) УДК 681.335 (088. 8) Л.A.Ìàéáoðîäà, A.IO.Âåðåâêèí, Л.Г.,Беляков и И.В.Ярополов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4 ) ДИФФЕРЕ Н ЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известны устройства, в которых производная определяется сравнением кодов, относящихся к соседним интерв.алам времени f1) и P2).

В одном из этих устройств входной сигнал, представленный частотноимпульсной последовательностью, ин. тегрируется на соседних равных интервалах времени е помощью реверсивного счетчика. Код, получаемый в конце четных интервалов времени, соответствует сглаженному значению производной (1).

Недостаток устройства — невозможность работы с входными сигналами, представленными число-импульсным кодом. Кроме того, устройство обладает невысокой точностью из-за запаздывания, соответствующего наличию двух интервалов осреднения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дифференцирующее устройство, содержащее реверсивный счетчик, регистр, генератор импульсов, триггер, формирователь импульсов и элемент задержки. Устройство вырабатывает значение производной в результате интегрирования импульсной последовательности на двух соседних интервалах и выделения разности (2).

Недостатком этого устройства также является невысокая точность, обусловленная наличием запаздывания в фор.мировании производной.

Цель изобретения -. повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что дифференцирующее устройство,содержащее счетчик, регистр и триггер, первый выход которого через формирователь импульсов связан с входом записи регистра и с входом элемента задержки, содержит накапливакиций сумматор и коммутатор, число каналов которого равно числу разрядов счетчика, причем каждый канал коммутатора состоит из двух элементов И и одного элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И, а выход является выходом соответствующего канала коммутатора, вход -устройства соединен с входом младшего разряда накапливающего сумматора и с первыми входами элементов И коммутатора, вторые входы первых элементов И всех каналов коммутатора соединены с первым входом триггера, а их третьи входы — с

982017 инверсными выходами разрядов счетчика. соответствующих номеров, вторые входы вторых элементов И всех каналов коммутатора соединены с вторым входом триггера,а их третьи входы — с прямыми выходами соответствующих разря-5 дов счетчика; выход i-го канала коммутатора соединен с входом (i+1)-го разряда накапливающего сумматора, управляющие входы "Вычитание", "Сложение" и "Обнуление" накапливающего 10 сумматора подключены соответственно к первому и второму выходам триггера и к выходу элемента задержки, выход накапливающего сумматора соединен с информационным входом регистра, вы- 15 ход которого является выходом устройства, вход счетчика соединен с шиной тактовых импульсов, а выход переполнения счетчика соединен с входом триггера. ° 2.0

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит регистр 1, накапливающий сумматор 2, коммутатор

3, счетчик 4, элемент задержки 5, триггер б, формирователь 7 импульсов.

Позицией 8 обозначен информационный вход устройства, а 9 — шина тактовых импульсов. Устройство содержит также первый и второй элементы И 10 и 11, элеглент ИЛИ 12.

Устройство работает следующим образом.

На вход 8 поступают пачки импульсов, число импульсов в пачке соответствует зйачению входной функции f(t) в данный гломент.

Вычисление производной базируется на соотношении тй

f (t) кХ tf(x+t)dt

40 туг которое воспроизводится в устройстве в дискретной форме. Для этого накапливающий сумматор 2 имеет несколько входов для изменения весового коэф- 45 фициента, с KDTopblx производится счет импульсов. Величина весового коэффициента определяется положением каналов коммутатора 3.

\.

В начальный момент регистр 1,сумматор 2 и счетчик 4 обнулены: сумматор 2 находится в режиме вычитания, триггер б в единичном состоянии,элементы И коммутатора З,соединенные с инверсными выходами разрядов счетчика 4,открыты и входной сигнал умножения в суммато- 55 ре 2 на (2-1).Первый импульс со стробирующего входа прибавит единицу к содержимому счетчика, а для инверсных выходов это равносильно вычитанию единицы. Элемент ЗИ-ЗИ-2ИЛИ с номером60 закроется, Вычитание продолжается, но уже с коэффициентом (21-3}. Следующий импульс со стробирующего входа опять прибавит единицу к содержимому счетчика 4 и т.д. После запол- 65 нения счетчика 4 закрываются все элементы И, соедиенние с инверсными выходами разрядов счетчика 4. Сумматор

2 вычтет последний член с коэффициентом 1. Очередной импульс со входа 9 переполнит и обнулит счетчик 4 ° Импульс с выхода переполнения счетчика

4 переключит триггер б в нулевое состояние. Сигнал с выхода триггера б установит "суммирующий" режим сумматора 2. Начнется суммирование входных сигнапов сначала с коэффициента

1, а затем, по мере заполнения счетчика, откроются элементы И коммутатора 3, соединенные с прямыми выходами разрядов счетчика, и суммирование продолжается уже с коэффициентами 3,5 и т.д. до (21-1). Очередной импульс с выхода переполнения счетчика 4 переключит триггер б в единичное состояние. Сигнал с единичного выхода триггера б вновь включит

"вычитающий" режим сумматора 2 и откроет элементы И коммутатора 3, соединенные с инверсными выходами счетчика 4. Передний фронт этого сигнала через формирователь 7 даст разрешение на прием информации с сумматора 2 на регистр 1,а затем после переписи содержимого сумматора 2 в регистр 1 через элемент задержки 5 об. нулит сумматор 2. Несмотря на то,что цепи начальной установки отсутствуют, устройство приходит в исходное состояние в худшем случае через время, равное циклу вычисления производной.

Технико-экономический эффект от использования изобретения обусловлен повышением точности дифференцирования, а также расширением функциональных воэможностей, связанных с дифференцированием как число-импульсных, так и частотно-импульсных сигналов.

Формула изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее счетчик, регистр и триггер, первый выход которого через формирователь импульсов связан с входом записи регистра и с входом элемента за; держки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит накапливающий сумматор и коммутатор, число каналов которого равно числу разрядов счетчика, причем каждый канал коммутатсра состоит из двух элементов

И и одного элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов

И, а выход является выходом соответствующего канала коммутатора, вход устройства соединен с входом младшего разряда накапливающего сумматора и с первыми входами элементов И коммутатора, вторые входы первых элементов И всех каналов коммутатора

982017

Составитель Г. Осипов:

Редактор Т. Парфенова Техред К.Мыцьо Корректор С Шекмар

Закаэ 9713/69 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 соединены с первым входом триггера, а их третьи входы — с инверсными выходами разрядов счетчика соответствующих номеров, вторые входы вторых элементов И всех каналов коммутатора соединены с вторым входом триггера, а их третьи входы — с пряьжми выходами соответствующих разрядов счетчика, выход i-го канала коммутатора соединен с входом (1+1)-го разряда накапливающего сумматора, управляющие входы "Вычитание", "Сложение" и

"Обнуление" накапливающего сумматора подключены соответственно к первому и второму выходам триггера н к выходу элемента задержки, выход накапливающего сумматора соединен с информационным входом регистра, выход которого является выходом устройства, вход счетчика соединен с шиной тактовых импульсов, а выход переполнения счетчика соединен с входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

О 1. Авторское свидетельство СССР

Р 351159, кл. G 01 P 15/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 711586, кл. G 06 Г> 7/18, 1977 (прототип).