Множительно-делительное устройство Советский патент 1987 года по МПК G06F7/68 

тельной технике и может быть исполь- выходом сброса блока 14 управления, зовано при построении устройств, об- установочный вход 15 устройства сое- рабатывающих операнды, представленные динен с установочным входом блока 14 в широтно-импульсной, частотной и ко- 5 управления, выход управления информа- довой формах.цией которого соединен с информаци-

Цель изобретения - увеличение быстродействия.

На фиг.1 представлена функциональная cxfeMa множительно-делительного fO устройства; на фиг.2 - функциональонным входом регистра 13 последовательного приближения, вход синхронизации которого соединен с выходом синхронизации блока 14 управления, выход управляющего сигнала блока 14 управления - с управляющим входом регистра 13 последовательного приближения.

ная схема блока управления.

15

онным входом регистра 13 последовательного приближения, вход синхронизации которого соединен с выходом синхронизации блока 14 управления, выход управляющего сигнала блока 14 управления - с управляющим входом регистра 13 последовательного приближения.

30

первым входом элемента И 24 и выходом сигнала сброса блока 14 управления, установочный вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ 20 и 2Т и с входом элемента 19 задержки, выход которого соединен с входом установки в 1 первого триггера 16, вход установки

Множительно-делительное устройство содержит реверсивный счетчик 1,

первый и второй элементы И 2 и 3,пер- Блок 14 управления содержит первый и второй умножители 4 и 5 частоты, вый, второй и третий триггеры 16-18, на код, шина 6 кода масштаба, вход 7 .элемент 19 задержки, первый и второй первой опорной частоты, первый ин- элементы ИЛИ 20 и 21, первый и второй формационный вход 8, вход 9 второй 20 формирователи 22 и 23 импульсов, эле- опорной частоты, последовательный вы- ;мент И 24 и элемент НЕ 25, выход ко- ход 10, параллельный выход 11, .второй торого соединен с входом синхрониза- информационный вход 12, регистр 13 ции третьего триггера 18, вход эле- последовательного приближения, блок мента НЕ 25 соединен с выходом второ- 14 управления и установочный вход 15,25 го формирователя 23 импульсов, входом причем разряды шины 6 кода масштаба установки в 1 второго триггера 17, соединены соответственно с установочными входами первого умножителя 4 частоты на код, информационный вход которого соединен с входом 7 первой опорной частоты, выход первого умножителя 4 частоты на код соединен с первым входом первого элемента И 2, второй вход которого соединен с первым информационным входом 8 устройст- - в О которого соединен с выходом ва и с входом синхронизации блока 14 первого элемента ИЛИ 20, а выход пер- управления, выход первого элемента вого триггера 16 - с информационным И 2 соединен с входом сложения ревер- входом третьего триггера 18 и с вы- сивного счетчика 1, выход знака раз- ходом управляющего сигнала блока 14 ности которого соединен с входом уп- д управления, вход синхронизации кото- равления информацией блока 14 управ- рого соединен с входом второго формирователя 23 импульсов, выход первого формирователя 22 импульсов соединен с вторым входом первого элемента кроме младшего, параллельного выхода ИЛИ 20 и входом установки в О третьего 11 устройства и регистра 13 последо- триггера 18,/выход которого соединен нательного приближения, выход младше- с вторым входом элемента И 24, выход го разряда которого соединен с входом элемента И 24 соединен с вторым вхо- сброса блока 14 управления, вход 9 дом второго элемента ИЛИ 21, выход второй опорной частоты соединен с ин- которого соединен с выходом сигнала формационным входом второго умножите- синхронизации блока 14 управления, ля 5 частоты на код, выход которог о вход сброса которого соединен с вхо- соединен с первым входом второго эле- дом первого формирователя 22 импуль- мента И 3 и с последовательным выхо- .сов, вход управления информацией бло- дом 10 устройства, второй информаци- ка 14 управления соединен с входом

установки в О второго триггера 17, выход которого соединен с выходом управления информацией блока 14 управножителя 5 частоты на код соединены соответственно с разрядными выходами.

онный вход 12 устройства соединен с вторым входом второго элемента И 3, выход которого соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 1, вход

ления.

онным входом регистра 13 последовательного приближения, вход синхронизации которого соединен с выходом синхронизации блока 14 управления, выход управляющего сигнала блока 14 управления - с управляющим входом регистра 13 последовательного приближения.

0

первым входом элемента И 24 и выходом сигнала сброса блока 14 управления, установочный вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ 20 и 2Т и с входом элемента 19 задержки, выход которого соединен с входом установки в 1 первого триггера 16, вход установки

Блок 14 управления содержит первый, второй и третий триггеры 16-18, .элемент 19 задержки, первый и второй элементы ИЛИ 20 и 21, первый и второй 0 формирователи 22 и 23 импульсов, эле- ;мент И 24 и элемент НЕ 25, выход ко- торого соединен с входом синхрониза- ции третьего триггера 18, вход эле- мента НЕ 25 соединен с выходом второ- 5 го формирователя 23 импульсов, входом установки в 1 второго триггера 17, - в О которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 20, а выход пер- вого триггера 16 - с информационным входом третьего триггера 18 и с вы- ходом управляющего сигнала блока 14 д управления, вход синхронизации кото- рого соединен с входом второго формирователя 23 импульсов, выход первого формирователя 22 импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 20 и входом установки в О третьего триггера 18,/выход которого соединен с вторым входом элемента И 24, выход элемента И 24 соединен с вторым вхо- дом второго элемента ИЛИ 21, выход которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока 14 управления, вход сброса которого соединен с вхо- дом первого формирователя 22 импуль- .сов, вход управления информацией бло- ка 14 управления соединен с входом

ления.

Устройство работает следующим образом.

На вход 6 устройства подается двоичный код N, на входы 12 и 8 поступают широтно-импульсные сигналы с отно- сительными длительностями-Q.j и flj соответственно, а на входы 9 и 7 - опо- рные импульсные последовательности с частотами F 7. , сдвинутые друг относительно друга во времени для обеспечения нормальной работы реверсивного счетчика 1. Сигнал запуска устройства, поступающий с входа 15 на установочный вход блока 14 управления, приводит к формированию им- пульса уровнем Лог. О на выходе управляющего сигнала и поступающего на управляющий вход регистра 13 последовательного приближения, причем сигнал, поступающий на его вход синхро- низации С, приводит к начальной установке регистра 13. Последняя характеризуется сбросом старшего разряда регистра,и установкой в единичное состояние остальных разрядов. С при- ходом переднего фронта очередного ШИМ-сигнала на вход синхронизации С блока 14 управления его формирователь 23 обеспечивает кратковременный импульс, инициирующий сброс счетчика 1, и установку по его заднему фронту триггеров 17 и 18 в 1. Под воздействием кода масштаба и кода регистра

13на суммирующий и вычитающий входы счетчика 1 начинают поступать импульсы в течение времени наличия ШИМ-сиг- налов. При этом знак разности средних за период Т поступления ШИМ-сигналов частот соответствует знаку разности количества импульсов, поступающих на суммирующий и вычитающий входь; счетчика 1 за время Т.

Таким образом, к началу очередного периода ШИМ-сигнала триггер 17 сохр аняет свое единичное состояние (разность положительна), либо сбрасывается сигналом знака разности счетчика Очередной ШИМ-сигнал инициирует приход кратковременного импульса с вы- хода С блока 14 управления на одноименный вход регистра 13 и устанавливает его старший разряд в состояние, соответствующее состоянию сигнала на выходе управления информацией блока

14управления, и сбрасывает следующий младший разряд. Работа в следующий интервал времени Т протекает аналогично. Приход следующего ШИМ-сигнала вызывает установку Q разряда регистра в 1 при положительной разности средних частот, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика 1, и оставляет в нулевом состоянии в .случае противоположного знака. Одновременно с установкой Q„. разряда регистра сбрасьшается более младший разряд Qn-2 и т.д.

Принцип действия множительно-де- лительного устройства основан на широтной модуляции частотно-импульсных последовательностей и их автоматической компенсации с помощью последовательного приближения при усреднении формируемых импульсных потоков.

Процесс последовательного приближения средних частот F и F импульсных последовательностей, поступающих на суммирующий н вычитающий входы счетчика 1, заканчивается с установкой последнего Q разряда выходного кода и сбросом дополнительного разряда управления Q,« Последнее обстоятельство приводит к сбросу триггеров 16 и 18 блока 14 управления н блокированию процесса в целом. Таким образом, с точностью, определяемой разрядностью регистра 13, вычисляют равенство средних значений частот F и F, С учетом разрядности умножителей 4 и 5 частоты имеют

FOI

.N8 в 2 2 установленного соотношения частот 0 F 02. характеристика по параллельному выходу устройства имеет вид

N

БЫХ

Вг N Q,

по последовательному выходу 10 1г - г

ВЫХ

2 йN

где , - среднее значение выходной частоты.

С учетом запуска устройства в произвольный момент времени последний разряд выходного кода устанавливает максимум в конце п+1 периода ШИМ-сигнала.

Таким образом, быстродействие предлагаемого устройства выше быстродействия известных устройств и в меньшей степени зависит от разрядности структуры.

Формула изобретения

Множительно-делительное устройство, содержащее реверсивный счетчик, первый и второй умножители частоты на код, первый и второй элементы И, причем вход сложения реверсивного счетчика соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого умножителя час- тоты на код, установочные входы которого соединены соответственно с разрядами шины кода масштаба устройства информационный вход первого умножите:Ля частоты на код соединен с входом первой опорной частоты устройства,

.вход вычитания реверсивного счетчика соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя частоты на код и с последовательным выходом устройства, информационный вход второго умножителя частоты на код соединен с входом второй опорной частоты устройства, второй вход второго элемента И соединен с первым информационным входом устройства, второй вход первого элемента И соединен с вторым информационным входом устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены регистр последовательного приближения и блок управления, содержащий первый, второй и третий триггеры,элемент задерж-- ки, первьй и второй элементы ИЛИ,первый и йторой формирователи импульсов элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с входом синхронизации третьего триггера, вход элемента НЕ соединен с выходом второго формирователя импульсов, вход установки в 1 второго триггера, первым входом элемента И и выходом сигнала сброса блока управления, установочный вход ко-

: торогр соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с входом элемента задержки, выход которого соединен с входом установки в 1 первого триггера, вход установки

в О которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход первого триггера соединен с информационным входом третьего триггера и с выходом управляющего сигнала блока управления, вход синхронизации которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с вторьм входом первого элемента ИЛИ и входом установки в О третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока управления, вход сброса которого соединен с входом первого формирователя импульсов, вход управления ифнормаци- ей блока управления соединен с входом установки в О второго триггера, выход которого соединен с выходом управления информацией блока управления, причем установочный вход устройства соединен с установочным входом блока управления, второй информационный вход устройства соединен с входом синхронизации блока управления, выход младшего разряда регистра последовательного приближения соединен с входом сброса блока управления, выход знака разности реверсивного счетчика соединен -с входом управления информацией блока управления, выход сброса которого соединен с входом установки в О реверсивного счетчи- ка, выход управления информацией блока управления соединен с информационным входом регистра последовательного приближения, вход синхронизации которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока управления, выход управляющего сигнала.блока управления соединен с управляющим входом регистра последовательного приближения,разрядные выходь которого j кроме младшего, соединены соответственно с установочными входами второго умножителя частоты на код и с параллельным выходом устройства.

Редактор Н.Рогулич

Составитель В.Гусев Техред Л.Олейник

Заказ 1452/46 Тираж 673Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Физ,2

.Корректор И.Муска

Изобретение касается вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств, обрабатывающих операнды, представленные в широтно-импульсной, частотной и кодовой формах. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Предлага- емое устройство содержит реверсивный счетчик 1., два элемента И 2, 3, два умножителя 4, 5 частоты на код, шину 6 кода масштаба, вход 7 первой опорной частоты, первый информационный вход 8, вход 9 второй опорной частоты, последовательный выход 10, параллельньй выход 11, второй информационный вход 12, регистр 13 последовательного приближения, блок 14 управления и установочный вход 15 с соответствующими связями. Блок 14 управления содержит три триггера, элемент задержки, два элемента ИЛИ, два формирователя импульсов, элемент И и элемент НЕ с соответствующими связями. Устройство осуществляет деление двух ШИМ-сигналов пропорционально коду масштаба путем их автоматической компенсации с помощью метода последовательного приближения при усреднении формируемых импульсных потоков. 2 ил. а @ (/ С