Устройство для параллельного суммирования длительностей импульсов Советский патент 1987 года по МПК G06G7/14 

ционных входов устройства), шифратор 8, элемент ИЛИ 10, элемент И 11, генератор 13 импульсов и счетчик 14. Принцип действия устройства основан на том, что в зависимости от количества сигналов, одновременно находя-., щихся на информационных входах устройства, по каждому тактовому импульсу в регистре (образованном блоком 1 коммутации и п триггерами 5,-5„) проИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения суммы и средней длительности импульсов в п каналах.

Цель изобретения - повьпление точности и быстродействия и расширение области применения за счет определения среднеарифметического значения суммируемых длительностей, а также расширение динамического диапазона суммируемых сигналов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для параллельного суммирования длительностей импульсов; на фиг.2 - блок коммутации; на фиг.З и 4 - ключ и триггер, используемые

в устройстве.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 коммутации, информационные входы 2,-2 устройства, выходы 3,-3, первой группы блока коммутациИ} информационные входы 4 триггеров 5,-5р,, выходы 6,-6, триггеров, информационные входы блока коммутации, шифратор 8, выходы 9,-9„ второй группы блока коммутации, элемент ИЛИ 10, элемент И 11, синхронизирующие входы 12 триггеров, генератор 13 импульсов, счетчик 14, вход 15 начальной установки устройства, установочный вход 16 счетчика, установочные входы 17 триггеров и ключи 18.-, (где j - номер ключа в группе, i - номер группы ключей), каждый из которых имеет информационный вход 19, первый 20 и второй 21 выходы, управляющий вход 22.

Блок 1 коммут ации может быть также выполнен ня ключах 23ji , имеющих

исходит параллельный сдвиг на соот- нетствутощее число позиций. В связи с этим фактически происходит накапливание количества сигналов, имеющихся на входах 2.-2 в данный момент времени. С окончанием последнего интервала из суммируемой группы показания счетчика 14 и шифратора 8 отражают результат суммирования.длительностей. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

первый 24 и второй 25 информационные входы, выход 26 и управляющий вход 27 (фиг.2).

Устройство работает следующим об- разом (фиг.1).

В исходном состоянии счетчик 14 обнулен, триггер 5 установлен в единичное состояние,, а триггеры - в. нулевое состояние. Это состояние триггеров 5 представляется шифратором 8 как нуль. При отсутствии сигналов на информационных входах 2,-2j, устройства все ключи 18 блока

1 коммутации замкнуты в нижнее положение (на выходы 21) и на информационном входе 4 любого триггера 5 присутствует потенциал его выхода 6, а на выходе элемента ИЛИ 10 присутствует низкий уровень сигнала, поэтому поступающие от .генератора 13 им- . пульсы не изменяют состояния триггеров 5,-5„ и счетчика 14. С появлением на каком-либо из входов 2,-2 входного импульса ключи соответствующей группы переключаются в верхнее по схеме положение и единичный сигнал с выхода 6, триггера 5, оказывается поданным на вход 42 триггера 5, выход

6 соединяется с входом 4.,, выход 6, с входом 4д и так далее, а выход 6, соединяется с входом 4 и по фронту поступившего от генератора 13 им- пульс ов тактово.го импульса происходит переключение триггера 5 в единицу, а остальных - в нуль. После (п-1) тактовых импульсов триггер 5 оказьшает- ся в единичном состоянии, а все остальные - в нулевом. Если входной импульс еще не окончится, единичный

313

сигнал с выхода 6,, поступает на вход 4 , а также через первый ключ на элемент ИЛИ 10, ас него на вход элемента И 11 и по фронту счетного импульс в счетчик 14 записывается единица, а триггер 5, устанавливается в единичное состояние. Если на входах 2,-2 присутствует одновременно два входных импульса, то ключи двух соответ- ствующих им групп замыкаются в верхнее положение и осуществляется коммутация входа 7; , где i 1-(п-2) с выходом 3j , входа 7 - с выходом 3,,а входа 7у, - с выходом 3., и по каждому счетному импульсу единичный уровень на выходах 6,-6, триггеров сдвигается на две позиции, при трех входных импульсах - на три позиции и так далее, а в моменты перехода еди- ничного сигнала с выхода триггера с большим номером на вход триггера с меньшим номером ключами 18,, -18,, и элементом ИЛИ 10 формируется сигнал переноса, который фиксируется счетчиком 14.

Таким образом, в зависимости от количества единичных входных сигналов, находящихся одновременно н входах устройства, по каждому такто- вому импульсу в триггерном регистре, работающем по принципу кольцевого счетчика с единично-позиционным кодированием информации, происходит параллельный сдвиг на соответствующее число позиций (разрядов), в связи с чем фактически происходит суммирование (накапливание) количества сигналов, имеющихся на входе в данный момент времени, а с окончанием последнего интервала из суммируемой групы показания счетчика 14 и шифратора 8 являются кодом суммы длительностей поступивших импульсов, причем в счетчике - старшие разряды, а на выходе дешифратора - младшие. Этот же код, но с запятой после младшего разряда счетчика 14 будет кодом среднеарифметического значения (по отношению к числу информационных входов устройства) длительностей импульсов .

При использовании блока 1 коммутации (фиг.2) принцип работы устройства не изменяется.

На фиг.З изображен один из возмож ных вариантов реализации ключа с од- ним информационным входом, двумя выходами и одним управляющим входом . (ключ 18 на фиг.1), который представ

2

g 5

0

g

134

ляет собой оптический волноводньш переключатель, состоящий из волновода 28, управляющих электродов 29 и 30 .и имеющий один оптический вход 31 и два оптических выхода 32 и 33. Электрод 30 соединен с нулевым потенциалом, при низком уровне потенциала на электроде 29 свет оптического входа 31 поступает на выход 32, а при высоком - на выход 33.

На фиг.4 представлена одна из возможных реализаций триггера с динамическим управлением и оптическим входом 34 и выходом 35, который содержит первый фотоприемник 36 с S-об- разнрй характеристикой, последовательно соединенный с первым светоиз- лучателем 37, который оптически связан с вторым фотоприемником 38 с S-образной характеристикой, последовательно соединенным с вторым свето- излучателем 39, соединенным с выходом инвертора 40, вход которого соединен с первыг-1 светоизлучателем 37 и является управляющим электрическим входом 41 триггера.

Триггер работает следующим образом. Пусть в исходном состоянии све- тоизлучатель 39 не излучает, на шине 41 - высокий уровень потенциала, при этом на цепи светоизлучатель 37 - фотоприемник 36 практически нет падения напряжения. Если на вход 34 поступает световой сигнал, он вызывает накопление заряда в фотоприемнике 36, что снижает его сопротивление и при отрицательном скачке напряжения на шине 41 светоизлучатель 37 начинает светиться и воздействует на фотоприемник 38, а по положительному скачку .напряжения на шине 41 светоизлучатель 39 начинает излучать, что говорит о записи в триггер единицы. Если теперь на фотоприемник не воздействовать светом и подать на шину 41 Импульс нулевого потенциала, то ток через светоизлучатель 37 будет недостаточным для того, чтобы он начал излучатель, сопротивление фотоприемника 38 оказывается высоким и . светоизлучатель 38 перестает излучать

При использовании блока 1 коммутации, работающего с оптическим носителем информации, элемент ИЛИ 10 (фиг.1) представляет собой схему ИПИ оптическую с электрическим выходом и является совокупностью световодов, выходные торцы которых соединены с

одним фотоприемником, электрический выход которого является выходом схемы ИЛИ.

Если ключи 18 (фиг.1) выполнены в виде оптических переключателей (дефлекторов света), то вследствие свойства однонаправленности светового информационного сигнала, проходящего через информационную цепь ключа ключи 18,, можно исключить из схемы, соединив входы элемента ИЛИ 10 непосредственно с выходами 21 соответствующих ключей 8гч-1,ч потому, что в этом случае оптические

сигналы с выходов 20 ключей 18,,-18 поступают соответственно лишь на входы 19 ключей 18jf.г-18л.пи выход 3J блока 1 и не поступают на входы элемента ИЛИ 10. Последнее необходимо для того, чтобы в исходном состоянии единичный сигнал, присутствующий на шине , соединяющей выходы 20 с входами 19 первых ключей всех групп, не поступал на входы элемента ИЛИ 10 и не вызывал ложного сигнала переноса. Для исключения возникновения ложного сигнала переноса в электронных схемах ключи 18,,-184,п необходимы.

Формула изобретения

1. Устройство для параллельного суммирования длительностей импульсов, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу элемента И, соединенного вторым входом с выходом элемента ИЛИ, а выходом - со счетным входом счетчика, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точност и быстродействия и расширения област применения за счет определения среднеарифметического значения суммируемых длительностей, в него введены блок коммутации, п триггеров (где п - число информационных входов устройства) и шифратор, выходцы которого являются выходами младших разрядов результата суммирования устройства, а входы подключены к выходам соответствующих триггеров, причем каждый i-й (i 1,п) триггер соединен информационным входом с i-M выходом первой группы выходов блока коммутации, синхронизирующим входом - с выходом генератора импульсов, установочным входом - с входом начальной

установки устройства и установочным входом счетчика, а выходом - с i-м информационным входом блока коммутации, управляющие входы которого подключены к соответствующим информационным входам устройства, а выходы второй группы - к входам элемента ИЛИ.

g 0

т л и ч а- коммута- клю+ 1

2.Устройство по П.1, о ю щ е е с я тем, что блок ции содержит п групп по (п

чей, причем первый ключ каждой i-й

5 (L 1,п) группы ключей соединен первым выходом с i-M выходом второй группы выходов блока коммутации, а информационным входом - с вторым выходом второго и первым выходом

0 (п + 1)-го ключей той же группы клю- чей, а каждый j-й (j 2,п + 1) ключ каждой i-й группы ключей подключен первым выходом к второму выходу (J + 1)-го ключа i-й груп5 пы, а вторым выходом - к информа- ционному входу j-ro ключа (i + 1)-й группы, при этом информационный вход j-ro ключа первой группы соединен с (j-1)-M информационным входом блока

0 коммутации, второй выход j-ro ключа п-й группы подключен .к (j-1)-My выходу первой группы выходов блока коммутации, а управляющие входы ключей i-й группы соединены с i-M

5 управляющим входом блока коммутации.

3.Устройство по П.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит п групп по п+1 ключей, при0

чем первый ключ каждой i-й (,n) группы соединен выходом с i-м выходом второй группы выходов блока коммутации, первым информационным входом - с шиной логического нуля, а вторым 5 информационным входом - с вторым информационным входом второго и первым информационным входом (п+1)-го ключей i-й группы ключей, при этом каждый j-й (j 17п+1)ключ каждой i-й группы подключен первым информационным входом к второму информационному входу (j+1)-ro ключа i-й группы, .а выходом - к первому информационному входу j-ro ключа (i+1)-й группы ключей, первьш информационный вход j-ro ключа первой группы соединен с (j-l)-M информационным входом блока коммутации, выход j-ro ключа п-й группы подключен к (j-l)-My выхо0

5

7135Д21:38

ду первой группы выходов блока ком- i-й группы соединен с i-м управляющим мутации, а управляющие входы ключей входом блока коммутации.

3f

Физ.З О п

ЪЧJ5

37

Ч

ФизМ

Редактор Н,Тупица

Составитель С.Казинов Техред Л.Олнйнык

Заказ 5696/45 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

дд

9

0

Корректор М. Шароши

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повьшение точности и быстродействия и расширение области применения за счет определения среднеарифметического значения суммируемых длительностей. Устройство содержит блок 1 коммутации, п триггеров 5 (где п - число информа