Делительно-вычитающее устройство Советский патент 1984 года по МПК G06G7/14 G06G7/161 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в электронновычислительных системах и системах дискретной автоматики.

Известно устройство суммирования (вычитания), состоящее из двух логических элементов, которые выполнены на миниатюрных вакуумных СВЧ приборах типа отражательного клистрона с электронным гистерезисом, входы резонаторов входных приборов соединены с отражателями выходных приборов и шиной питания, а через общее сопротивление - с второй шиной питания, отражатели входных приборов соединены между собой и с третьей шиной питания, все отражатели .соединены конденсаторами с шиной источника модулирующего напр5}жения, а резонаторы выходных приборов своими, выходами соединены с шинами суммы и переноса J

Это устройство характеризуется недостаточным быстродействием и ограниченными функциональными воз-, можностями, так -как его быстродействие ограничено временем переключения из состояния наличие генерации в состояние отсутствие генерации.

Наиболее близким к предлагаемому является делительно-вычитающее устройство, содержащее подключенные к генератору импульсов генераторы с экспоненциально-линейными участками в характеристике переходного процесса, выполненные в виде СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса и подсоединенные через элементы сравнения и ключи к преобразователю импульсного сигнала в непрерывный 2

Недостатком известного устройств является относительная сложность.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в делительно-вычитающем устройстве, содержащем первый, второй и третий.генераторы с экспоненциальным и линейным участками характеристики переходного процесса выполненные соответственно в виде первого, второго и третьего СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса, отражатели и катоды которьгх подключены соответственно к шинам отрицательного и положительного питающих напряжений, и источни запирающего сигнала, входы резонато96272

ров первого и второго СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса являются входами устройства, а их ; первые и вторые выходы подключены 5 соответственно к источнику запирающего сигнала и первому и второму входам резонатора третьего СВЧ прибора с петлей электронного гистерези- са, выход которого является выходом

0 устройства.

На фиг. I представлена принципиальная схема устройства вычитания (деления)при управлении процессами радиоимпульсами; на фиг. 2 и 3

5 использование временных характеристик переходных процессов для выйолнения арифметических операций вычитания фиг. 2)и деления(фиг. на фиг. 4 - процесс установления колебаний в СБЧ приборе с петлей электронного гистерезиса.

Устройство(фиг. l)содержит СВЧ приборы 1,2 и 3, входы резонаторов 4 и 5 СВЧ приборов 1 и 2 являются входами устройства, источник 6 запирающего сигнала, выход 7 резонатора СВЧ прибора 3, являющийся выходом устройства, отражатели 8,9 и 10 СВЧ приборов , 2 и 3 и их катоды П, 12 и 13, подключенные .соответственно к шинам 14 и 15 отрицательного и положит ельного питающих напряжений, первый и второй выходы 16 и 17 резонатора СВЧ прибора I, первый и второй выходы 18 и 19 резонатора

5 СВЧ прибора 2 и первый и второй входы 20 и 2 резонатора СВЧ прибора 3.

Устройство работает следующим образом.

После снятия запирающего сигнала с шины включается каскад уменьшаемого (делимого) на СВЧ приборе 1 и каскад разности (частного от деления)на СВЧ приборе 3 и начинается нарастание колебаний в этих каскадах. Когда уменьшаемое(делимое) достигает заданной величины напряжения отражателя 9 на втором каскаде, СВЧ прибор 2 входит в зону генерации (или область электронного гистерезиса)и допускает начало наращивания колебаний в этом каскаде. Когда сигнал во втором каскаде на СВЧ приборе 2 достигает заданной величины,, напряжение 5 отражателя 10 на каскаде разности (частного от деления)выходит из зоны генерации, наращивание колебаний в каскаде разности(частного от деления) прекращается. Вычитание фиг. 2)осуществляется в соответствии с соотношениями at,-at2-U,-U,, at-k--(j, u,-u,.u;-K, rflei,,-t2, отрезки времени, прямо пропорциональны первому уменьшаемому и , второму уменьша емому Uj и разнос (J соответственно; 0|,k - постоянные коэффициен равные в частном случ единице. Вычитание предполагает, следовательно, в соответствии с соотношени ми (l линейное изменение во времен 1, ,2 Ч величин, моделирующих u,,i,;u . Деление(фиг. 3)производится в соответствии с соотношениями ,fiti.,.,-t2).ai ,:U,, ,, U,:U,-U, где,,- отрезки времени, в кото по экспоненциальному за ну изменяются первое делимое U, , второй.де и частное от от деления il ; а .I - постоянные коэффициенты равные в частном случае единице. Деление осуществляется при соблЮ Йении условия изменения во времени .t величин, моделирующих ,U.ji ° экспоненте. ; Из соотношения{2)следует,, что при делении удобно пользоваться индикаторами, отличающими изменени во времени величин, моделирующих U«, U2, iJ в логарифмическом масшт бе. Тогда EnU-at-Enk, Ь(i,- t Uгai,aiг, ( enu,,-c t2 at-e«K, т.е. имеем прямо пропорциональное изменение PnUf/CnU Bnll при изменении времени i i , t HI, что упрощает расчеты величин I),, U, U . Изменение мощности Р, моделирующей величину и в процессе ее нарастания, сопровождается переходом прибора из режима отсутствие, генерации в режим наличие гене- . рации, что происходит в соответствии с кривой/фиг. 3). Вначале изменение Р происходит is зависимости от времени (; по экспоненте (участок ly, затем закон изменения Р приближается к линейному(участок II) и, наконец, нарастание Р заметно уменьшается и стремится к постоянной величине Ри, в установившемся режиме генерации. Используя законы нарастания мощности Р на участках I и ГГ можно производить деление (участок) ,вычитание (участок) . По сравнению с прототипом в устройстве не требуется применения логических элементов, ключей и генератора, чем и обеспечивается его упрощение. Дополнительным достоинством вычислительных устройств, работающих на различных участках характеристик переходных процессов, является их универсальность, заключающаяся в существующей возможности использования их в аналоговых, аналогово-цифровых и цифровых системах. При использоваНИИ в цифровых и аналого-цифровых системах для выполнения вычислений в-соответствии с соотношениями (l)З)должны быть заданы различные уровни сигналов, моделирующие логические единицы и нуль, после чего арифметические операции производятся в описанной последовательности.

ДЕЛИТЕЛЬНО-ВЫЧИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый, второй и третий генераторы с экспоненциальным и линейным участками характеристика переходного процесса, выполненные соответственно в виде первого, второго и третьего СВЧ приборов с петлей электронного гистерезиса, отражатели и катоды которых подключены соответственно к шинам отрицательного и положительного питающих напряжений, и источник запирающего сигнала, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем входы резонаторов первого и второго СВЧ-приборов с петлей электронного гистерезиса являются входами устройства, а их первые и вторые выходы подключены соответственно к источнику запирающего сигнала и первому и второму входам резонатора третьего СВЧ прибора с петлей электронного гистерезиса, выход которого является выходом устройства.

Р

MWffWcmu усптно§и$шегося режима

-i