Число-импульсный функциональный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06F7/552 

Изобретение огносигся к иамёригельной и Вычислительной технике и может . найти применение в устройствах обрабог ки информации, представленной в виде число-импульсного кода, частоты либо, интервалов времени.

Известно з/стро0ство для извлечения квадратного корня из числа импульсов, содержащее VI -разрядный двоичный счетчик, группу И элементов И и двух элементов ИЛИ. Устройство представляет собой Двоичный умножитель, охваченный положительной офатной связью, причем функции управлякадего счетчика и счетика и счетчика-делителя двоичного умноителя совмещены в одном счетчике Т Ij.

Недостатком этого устройства являетя узкий интервал изменения аргумента.

Наиболее близким по технической сущости к предлагаемому йвляется устройтво, содержащее двоичный умножитель, умматор и счетчик, при этом вход устройства связан с первым входом импульсного ; сумматора, второй вход которого подключен к выходу и-разрядного цвоичного умножитепя, вход поспецнего связан с выходом импульсного сумматора и входом у -разрядного счетчика результата, соответствукшще разрядные выходы которого подключены к управляющим входам двоичного умножителя С 3

Недостатком известного устройства является узкий интервал изменения аргумента, заданного в виде числа импутшсов, для которого может. быть вычислено . значение квадратного корня. Диапазон измерения аргумента лежит в пределах О - 2, где И -разрядность счетчика результата и двоичного умножителя. На практике часто возникают случаи, когда требуется вычислить значение квадратного корня из числа импульсов, значительно больщего . Для этого можно просто увеличивать разрядность устройства, но тогда наблюдается резкое падение частоты поступления входных импульсов аргумента. Это объясняется тем, что входные импульсы, пройдя через схему суммирования, попадают на вход двоичного умножителя и появление импульсов обратной связи. Так, например, первый ысодной импульс при разрядности устройства И 5 вызывает появление 7 и мпульсов обратной связи. Следующий входной импульс 1аргумента может поступить тогда, когда закончится этот цикл из 7 импульсов.

При и 5 известное устройство вычисляет значение квадратного корня из величины аргумента, лежащего в пределах 0-16. Если же требуется, .например,

ТО вычислить квадратный корень из ,2 то необходимое значение числа разрядов устройства И 11. В этом случае первый входной импульс вызывает уже 63 импульсы обратной связи. Это влечет за собой снижение частоты поступления импульсов аргумента. Явления, описанные выще, наблюяа1отся не только при V, 1, но и при других значениях X.

Цель изофетения - увеличение диапазона преобразования без ухудщения динамических характеристик преофазователя.Поставленная цель достигается тем, что в число-импульсный функциональный преобразователь, содержащий импульсный сумматор, двоичный умножитель и перн вый счетчик, разрядный выход которого соединен с управляющим входом двоичного умножителя, импульсный вход которого соединен с входом первого счетчика, выход двоичного умножителя соединен с первым входом импугалного сумматора,второй вход которого подключен к входу преобразователя, дополнительно введены второй и третий счетчики и управляемый делитель частоты, импульсный вход которого соединен с выходом импульсного сумматора, вькод переполнения первого счетчика соединен с входом второго и третьего счетчиков, выход третьего счетчика соединен с упра&ляющим входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом первого счетчика.

Ца чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит импульсный сумматор 1, счетчик 2, управляемый делитель 3 частоты, двоичный умножитель 4 и счетчики 5 и 6. Перед началом работы счетчики 5 и 6, делитель 3 и двоичный умножитель 4 находятся в нулевом состоянии, а в счетчике 2 записана единица.

На вход устройства поступают импульсы частоты у. Средняя частота д на выходе двоичного умножителя 4 определяется частотой$в поступающей с выхода делителя 3, и дополнительным кодом числа Wr, поступающего в счетчик 5, и равна

V-i.

(f Ч

Частота /| на выходе импуттьсного сумматора 1 равна

(2-)

Импульсы этой Частоты поступают на вход управляемого делителя 3 чается ты, реализующего в обшем случае функцию

,|vi,z. Сг),

где Мп- число, записанное в счетчике 2. Поскольку в данном случае N2.

следовательно, из (1),

то

(2) и (3) для .

(4)

а

Импульсы частоты t интегрируются счетчиком 5, код в котором изменяется Во времени по закону с учетом (4)

.u,

Решением этого уравнения; является

.

где

r X--tyt, i

При X счетчик 5 переполняется и в счетчики 2 и 6 записывается по единице. При этомМ 1 становится равным 2, причем числа, храняпшеся в счетчиках 5 и 6, считьюаются одним числом

резупьтрга М, , т.о. счетчики 5 и 6 логично считать ошп1м счетчиком результата 5 - 6. В счетчике 5 хранятся мледшие двоичные разряды коДа результата, а в счетчике 6 - старшие.

Таким образом, начиная с момента вр%;

I t мени t-, , число в счетчике 5-G

меняется по закону с учетом (1), (2) и (3)

х.ь- 1«|;й-,з ,

Учитывая, что .р аюнием

этого уравнения является

.N56-- 2L

U)

где у- f ytДля любого числа п реполнешсй 1 сче1 чика 5 получим, что N2-i-«-iC|N5-6 i-2 -«-N5V учитывая, что формула (7) справедлива для любого К f х i

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет вычислять значение квадратного корня из частотных, временных либо число-импутпзсных сигналов при любом значении аргумента (диапазон изменений ограничивается только ра ядностью счетчиков 6 и 2 и разрядностью делителя 3} без ухудшения динамических характеристик устройства на всем интервале изменения аргумента.

ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЭСвАТЕЛЬ, содержащий импуттьсный сумматор, двовч-, ный умножитель и первый счетчик, ра ртшшй выход которого соединен с упреепякшшм входом двоичного умножителя, нмдупьсный вход которого соединен с входом первого счетчика, выход двоичного умножителя соединен с первым входом импульсного сумматора, второй вход которого подключен к входу преобразова|теля, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона прео азования без ухудшения динамических характеристик преобразователя, в него вЭаедены второй и третий счетчики и управляемый делитель частоты, импульсный вход которого соединен с выходом импульсного сумматора, вых,од-переполнения первого счетчика соединен с входом второго и третьего счетчиков, выход третьего соединен с управпяккакм входом управляемого делитэля частоты, выход которого соединен с в одом первого счетчика.