Цифро-аналоговое вычислительное устройство Советский патент 1975 года по МПК G06J3/00 

теля, вход которого соединен с выходами цифро-управляемых резисторов. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Цифро-аналоговое вычислительное устрой-5 ство содержит регистр 1 первого числа с триггером 2 знака, регистр 3 второго числа с триггером 4 знака, блокп 5) и 62 вывода кода, схемы «И 6i-64, «ИЛИ и 72, «ИЛИ-НЕ 8, блок управления 9, источники тока lOi, 102, lli, 112, 12i и 122 одной полярности, пропорциональные весам разрядов каждого из регистров, и источники тока 13i и 132 другой полярности, пропорциональные сумме весов разрядов каждого из регистров, ключи 14 и 142, резистор 15, усилитель 16, управляемые резисторы I7i и 172. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Пусть числа, над которыми выполняются20 арифметические операции, записаны в регистpax 1 и 3, а их знаки - в триггерах 2 и 4 соответственно. Вели, например, разрещающий потенциал на щине сложения 18, то на выходе схемы25 «ИЛИ-ПЕ 8 единичный потенциал, который разрещает работу блока 5i вывода кода. При этом на выходах блоков 5i и 52 вывода кодов, управляемых соответствующими щинами управления вывода прямых и обратных ко-30 дов блока управления 9, прямые коды в случае продолжительных чисел или обратные коды в случае отрицательных чисел в регистрах 1 и 3, которые включают соответствующие источники тока 10, 11 и 12i и 102, И 2, 122 од-35 ной полярности. При этом, если числа в регистрах 1 или 3 отрицательные, то на соответствующих выходных щинах блока управления 9 будут сигналы, которые включат соответствующие источники тока 13i и 132 другой по-40 лярности. Падение напряжения от включенных источников тока на резисторе 15 постунает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого равен «1, так как только на выходах схем «ИЛИ 7i и 72 единичные сиг-45 налы. В результате на выходе устройства образуется напряжение соответствующего знака, которое пропорционально сумме или разности двух чисел. В случае, если, например, разрешающий50 потенциал на шине умножения 19, то на выходе схемы «ИЛИ-НЕ 8 нулевой потенциал, который запрещает работу блока 5 вывода кода. При этом на выходе блока 52 вывода кода, управляемого в зависимости от зпа-55 ков чисел в регистрах 1 и 3 щинами управления вывода прямого и обратного кода блока управления 9, нрямой код в , если оба числа положительные или оба числа отрицательные, или обратный код в случае, еслп од-60 но число положительное, а другое отрицательное, который включит соответствующие источники тока 102, 112и122 одной полярности. В случае, если одно число положительное, а другое отрицательное в регистрах 1 и 3, то на соответствующей выходной щине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 132 другой полярности, Падение напряжения от включенных источников тока на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого равен отношению постоянного обратного сопротивления резистора 172 к переменному входному сопротивлению резистора 17i, управляемого выходами схем «И Gj и «ИЛИ 7), так как на одни выходы схем «И 6j и бз поступает сигнал разрещения выполнения операции умножения, а на другие - выходы разрядов регистра 1. В результате на выходе устройства образуется напряжение соответствующего знака, которое пропорционально произведению двух чисел. Если, например, разрещающий потенциал на щине деления 20 и в регистре 1 - делитель, а в регистре 3 - делимое, то на выходе схемы «ИЛИ-НЕ 8 нулевой потенциал, который запрещает работу блока 5 вывода кода. При этом на выходе блока 52 вывода кода, управляемого в зависимости от знаков чисел в регистрах 1 и 3 щинами управления выво/ча прямого и обратного кода блока управления 9, прямой код в случае, если оба числа положительные или оба числа отрицательные, или обратный код в случае, если одно число положительное, а другое отрицательное, который включает соответствующие источники тока 102, Ib и 122 одной полярности. В случае, если одно число положительное, а другое отрицательное в регистрах 1 и 3, то на соответствующей выходной щине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 132 другой полярности. Падение напряжения от включенных источников тока на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого равен отнощению переменного обратного сопротивления резистора 172 к постоянному входному сопротивлению резистора 17. Переменный обратный резистор 172 унравляется выходами схем «И 62 и «ИЛИ 72, так как на одни входы схем «И 62 и 64 поступает сигнал разрешения выполнения операции деления, а на другие - выходы разрядов регистра 1. В результате на выходе устройства образуется напряжение соответствующего знака, которое пронорционально делимому двух чисел. В случае операции сравнения необходнмы чнсла в регистрах 1 и 3 с разными знаками и разрешающий потенциал на шине сложення 18. Большее из чисел определяет знак напряжения на выходе.

Формула, характеризующая работу цифроаналогового вычислительного устройства, следующая

Ь ± c-Cj- 2

вых --- X

1 nm-1

d±e-Cj- 2

m l

+ C..)

X/o ,, , /

где (Увых - напряжение на выходе устройства;/о - ток, пропорциональный весу

младшего разряда регистра; R - сопротивление резистора нагрузки

источников тока;

т - количество разрядов первого регистра;

п - количество разрядов второго регистра;

Cj - равно «1 и «О для разряда, находящегося в состоянии «1 и «О соответственно;

а - коэффициент, равный единице при сложении и нулю при умножении и делении;

b - коэффициент, равный единице при сложении и делении и нулю при умножении;

d - коэффициент, равный единице при сложении и умножении и нулю при делении;

с - коэффициент, равный единице при умножении и нулю при сложении и делении;

е - коэффициент, равный единице ири делении и нулю при сложении и умножении.

Пусть, например, необходимо выполнить арифметические операции сложение, умножение и деление над трехразрядными двоичными числами +010 и -110, записанными в регистрах 1 и 3 соответственно, если величины токов источников 10, 11, 12 отрицательной полярности и равны в соответствии с кодом «1, «2, «4 условным единицам, а величина тока источнка 13 положительной полярности и равна «7 условным единицам.

Если разрешающий потенциал на шине сложения 18, то на выходе схемы «Р1ЛИ- НЕ 8 единичный потенциал, а на выходах блоков 5i и 02 вывода кода, управляемых соответствующими шинами управления вывода прямого и обратного кодов блока управлепия 9, коды «010 и «001, которые включат источники тока 111 и 102 отрицательной полярности. При этом на соответствующей выходной щине блока управления 9 будет сигпал, который включит источник тока 132 положительной полярности, так как число в регистре 3 отрицательное. Падение напряжения от включенных источников тока Пь 102 и 132 иа резисторе 15 поступает на вход усилителя 16,

коэффициент передачи которого равен 1. В результате на выходе устройства образуется напряжение, равное «-4 условным единицам;

-(-2) + (-1).

В случае, если разрешающий потенциал на шине умножения 19, то на выходе схемы «ПЛИ-ПЕ 8 нулевой потенциал, который запрещает работу блока Sj вывода кода. При этом на выходе блока Зо вывода кода, управляемого шиной управления вывода обратного кода блока управления 9, код «001, который включит источник тока 102 отрицательной полярности. Так как числа в регистрах 1 и 3 разнополярные, то на соответствующей выходной шине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 132 положительной полярности. Падение напряжения от включенных источников тока 102 и 132 на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого равен 2. В результате на выходе устройства образуется напряжение, равное «-12 условным единицам:

-(-) -12.

Если разрешающий потенциал на щипе деления 20, то на выходе схемы «ИЛИ-НЕ 8 нулевой потенциал, который запрещает работу блока 5j вывода кода. При этом на выходе блока 52 вывода кода, заправляемого шиной управления вывода обратного кода блока управления 9, будет код «001, который включит источник тока 102 отрицательной полярности. Так как числа в регистрах 1 и 3 разнополярные, то на соответствующей вы.ходной шине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 132 положптельной полярности. Падение напрял ения от включенных источников тока 102 и 132 на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16,

коэффициент передачи которого равен -- .

В результате на выходе устройства образуется напряжение, равное «-3 условным единицам:

-1(-1) + -3.

Предмет изобретения

Цифро-аналоговое вычислительное устройство, содержащее регистры первого и второго

чисел, разрядные шины каждого из которых через соответствующие блоки вывода кода соединены с первыми входами соответствующих каждому числу групп ключей, вторые входы каждого из которых соединены с соответствующим каждому ключу источником тока, выходы ключей обеих групп соединены с одним из выводов нагрузочного резистора, другой вывод которого соединен с щиной нулевого потенциала, разрядные шины первого

числа соединены с первыми входами схем

«И двух групп, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок управления, дополнительные ключи, усилитель, цифро-управляемые резисторы, схемы «ИЛИ, «ИЛИ-НЕ, триггеры знака каждого числа, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, выходами соединенного с соответствующими входами блоков вывода кода первого и второго чисел и управляющими входами ключей, через которые соответствующие источники тока соединены с нагрузочным резистором, третий вход блока управления соединен с входной щиной умножения, первым входом схемы «ИЛИ-НЕ и вторыми входами схем «И первой группы, четвертый вход блока управления соединен с входной щиной деления, вторым входом схемы «ИЛИ-НЕ и вторыми вхолтами схем «И второй группы, выход схемы «ИЛИ-НЕ соединен с соответствующим входом блока вывода кода первого числа, выходы первых схем «И первой и второй групп соединены с первыми входами соответствующих схем «ИЛИ,

вторые входы которых соединены с входной шиной с.чожеиия и пятым входом блока управления, выходы схем «ИЛИ соединены с первыми разрядными входами соответствуюпшх цифро-управляемых резисторов, другие

разрядиые входы цифро-управляемых резисторов соединены с выходами схем «И соответствующих групп, кроме первых схем «И каждой группы, управляющий вход цифро-управляемого резистора, соответствующего первой группе схем «И, соединен с выходами ключей, а управляющий вход цифро-управляемого резистора, соответствующего второй группе схем «И, соединен с выходной клеммой устройства и выходом усилителя, вход

которого соединен с выходами цифро-управляемых резисторов.