Числоимпульсный квадратор Советский патент 1984 года по МПК G06F7/552 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в составе управляющих, контрольно-измерительньй: и информационных систем. Известен квадратор, содержащий генератор тактовых импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй элементы И и триггер, управляемый де литель частоты lj . Недостатки этого квадратора состоя в сложности схемы, обусловле1{ной наличием в ее составе управляемого делителя частоты и реверсивного счетчи ка, а, главное, невозможности возводить в квадрат непосредственно числоимпульсную входную величину, кото-рую для этого необходимо предварительно преобразовывать в двоичный позиционный код, что требует, дрполнительных аппаратурных средств и до полнительного времени. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является квадратор, содержащий счетчик, группу элементов И, сзгмматор, элемент задержки элемент И, триггер, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом результата квадратора и соединен с вхо дом переноса младшего разряда сумматора, информационные входы которого со второго поМ-й соединены соответственно с выходами элементов И группы, первые входы которых соединены с разрядными выходами счетчика, тактовый вход которого соединен с информа ционным входом квадратора, первым входом триггера и через элемент задержки соединен с вторыми входами элементов И группы 2J. Недостатком известного квадратора является его сложность. В этом квадраторе в счетчике после -го входног импульса формируется 2 обратный удвоенный (за счет сдвига) код этого числа переписывается затем в сумматор, в младший разряд которог предварительна записывается единица. Цель изобретения - упрощение квад ратора. Поставленная цель достига ется тем, что числоимпульсный квадратор, содержащий первый счетчик, первый элемент И, триггер, первый элемент задержки, причем выход триггера соединен с первым входом первого элемен та И, содержит схему сравнения. второй счетчик, второй элемент И, формирователь импульсов, второй элемент задержки, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов, выход генератора импульсов через первый элемент задержки соединен с первым входом второго элемента И, а через второй элемент задержки - с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с счетным входом второго счетчика, вход сброса которого соединен с первым входом триггера, выходом схемы сравнения и счетным входом первого счетчика, разрядные выходы которого соединены с первой группой информационных входов схемы сравнения, управляниций вход которой соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом младшего разряда второго счетчика, остальные разрядные выходы которого соединены с второй группой информационных входов схемы сравнения, второй вход триггере соединен с выходом формирователя импульсов, второй вЗсод которого соеди-l нен с информационным входом квадратора, выход первого элемента И соединен с выходом квадратора. I На чертеже представлена блок-схема предлагаемого числоимпульсного квадратора. Квадратор содержит генератор 1 Импульсов, формирователь 2 импульсов, элемент И 3, триггер 4, счетчик 5, счетчик 6, элемент И 7, схему 8 сравнения, элементы 9 и 10 задержки. Формирователь 2 -импульсов формирует импульс на выходе при приходе на его первый вход тактового импульса с периодом Т с генератора 1, при условии, что на его втором входе до этого момента был информационный импульс . Элемент 10 задержки задерживает импульсы на время Cj , а эле. .V мент 9 задержки на ,ч Величина с выбирается дбстаточной для срабатывания триггера 4 и закрывания (открывания) элемента Н 3, величина 2 достаточной для срабатывйния счетчика 6 и элемента И 7, а величина Т - 2 должна быть достаточной для срабатывания схемы 8 сравнения и триггера 4. Квадратор работает следующим образом. В исходном состоянии триггер А, счетчики 5 и 6 установлены в нуль, таким образом, элементы И 3 и 7 закр ты по второму входу, и импульсы с выходов генератора 1 через них не проходят.. Пусть на вход квадратора, т.е. на второй вход формирователя 2 импульсов, в произвольный момент времени поступает первый входной импульс. Очередной импульс с выхода генератор 1 сформирует импульс на выходе формирователя 2, переводя тем. самым три гер 4 в единичное состояние и, следовательно, открывая первый элемент ИЗ. Спустя время С, будет сформирован импульс на выходе элемента 10 задержки; этот импульс пройдет через открытый элемент И 3 на выход устрой ства и, кроме того, запишет единицу в первый разряд второго счетчика 6, в результате чего элемент И 7 откроется . Через время (-2 формируется импульс на выходе элемента 9 задержки Этот импульс, проходя через открытый элемент И 7, поступает на вход схемы 8 сравнения, и, поскольку на первую и вторую группы информационных йходов этой схемы поданы со счетчиков 5 я 6 одинаковые (нулевые) кодовые комбинации, импульс проходит на выход схемы 8 сравнения, возвращая триггер 4 и второй счетчик 6 в нулевое состояние а в первый счетчик 5 добавляя единицу. Элементы И 3 и 7 сиова закрыты. Таким образом, на выход квадратора поступил один импульс (поскольку 1 1), и квадратор возвратился в исходное состояние с тем отличием, что теперь на счетчике 5 зафиксирова на единица. При обработке второго входного импульса квадратора первые импульсы с первого и второго элементов задерж ки 9 и 10 выполняют в точности те же действия, что и при обработке первого, однако первый импульс с эле- мента И 7 на выход схемы 8 сравнения не проходит, так как кодовые комбинации, поступаюпще на группы информационных входов схемы сравнения с выходов счетчиков 5 и 6,- различны. Элемент И 3 остается открытым, так что импульсы с выхода элемента 10 задержки будут поступать на счетчик 6 до тех пор, пока не окажутся вьтолненными одновременно два условия: 1.Кодовые комбинации, поступающие со счетчиков 5 и 6 на схему сравнения 8, одинаковы. 2.В младшем разряде счетчика 6 записана единица (т.е. в счетчике 6 содержится нечетное число вида 2 --1). Как только - после 1 -го импульса с элемента И 3 - оба эти условия будут выполнены, импульс с выхода элемента 9 задержки, пройдя через элемент И 7 и схему 8 сравнения, вьшолнит следующие действия: установку в нуль триггера 4 и второго счет чика 6 и добавление единицы в первый счетчик 5. Тем самым квадратор возвращается в исходное состояние с одним -отличием: на счетчике 5 зафиксировано теперь число 2 (число входных импульсов) . При обработке второго входного импульса условия 1 и 2 будут вьтолнены после третьего импульса с выхода элемента И 3, т.е. на выход устройства Поступят еще три импульса, что вместе с предыдущим выходным.импульсом обеспечивает равенство 2 4. Каждый -и входной импульс обрабатывается устройством аналогично, причем вьтолнение условий 1 и 2 достигается при этом после 2,-1 импульсов с выхода элемента И 3, являющегося выходом квадратора. Затем схема возвращается в исходное состояние с тек отличием, что на счетчике 5 зафиксирована теперь входная величина 1 в двоичном параллельном коде. Введение второго счетчика, схемы сравнения, элемента Н, формирователя импульсов упрощает устройство, число J обработанных входных импульсов и, величина - первая разность выходного сигнала (приближенно - его производная) - формируется в прямом коде, что облегчает использование этих величин в контрольно-измерительных, управлякнцих и вычислительных системах.

ЧИСЛОИМПУЛЬСНЫЙ КВАДРАТОР, содержащий первый счетчик, первый элемент И, триггер, первый элемент задержки, выход триггера соединен с первым входом первого элемента И, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он содержит схему сравнения, второй счетчик, второй элемент И, формирователь импульсов, второй элемент задержки, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов, выход генератора импульсов через первый элемент задержки соединен с первым входом второго элемента И, а через второй элемент задержки - с вторым входом первого элемента И,. выход которого соединен с счётным входом второго счетчика, вход сброса которого соединен с первым входом триггера, выходом схемы сравнения и счетным входом первого счетчика, разрядные выходы которого соединены с первой группой информационных входов схемы сравнения, управляющий вход которой соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом младшего разряда второго счетчика, остальные разрядные О) выходы которого соединены с второй группой информационных входов схемы сравнения, второй вход триггера соес выходом формирователя импуль- г динен второй вход которого соединен с i сов информационным входом квадратора, выход первого элемента И соединен с выходом квадратора.