Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1978 года по МПК G06F7/38 

ком частотно-импульсной последовательности. Первый выход блока управления подключен к вторым входам элементов И второй группы, второй выход - к управляющему входу регистра памяти, третий выход - к установочиому входу второго счетчика, четвертый выход блока управления подсоединен к вторым входам элементов И третьей группы, пятый и шестой выходы - к установочным входам первого счетчика и триггера соответственно. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, триггер 2, счетчики 3 и 4, элементы И 5 и б первой и второй группы соответственно, блок 7 управления, неуправляемый делитель 8 частоты и управляемый делитель 9 частоты, состоящий «3 регистра 10 памяти и счетчика И, и элементы И 12 третьей группы. Выходы блока 7 управления подключены следующим об.разом: выход 13 - к управляющим входам элементов И 6 второй группы, выход 14 - к входу обнуления регистра 10, выход 15 - к управляющим входам элементов И 12 третьей группы, выходы 16-18 - к установочным входам соответственно счетчиков 4, 3 и триггера 2. Выход генератора 1 подключен к счетному входу триггера 2 и через неуправляемый делитель 8 - к счетному входу счетчика 11. Выход триггера 2 подсоединен к счетному входу счетчика 3, выход счетчика 3 - к входу установки единицы триггера 2, к управляющим .входам элементов И 5 первой группы и счетному входу счетчика 4, выходы разрядов которого через элементы И 5 первой группы подключены к входам ..разрядов счетчика 3, а через элементы И 12 гретьей группы - к входам разрядов регистра 10. Выходы разрядов реги-стра 10 через элементы И 6 второй группы подключены к входам разрядов,, счетчика 11. Входы блока 7 управления соединены с выходом счетчика 11 и с источником частотно-импульсной последовательности. Работает устройство следующим образом. Последовательностью работы блоков устройства управляет блок 7, на вход которого поступает входная последовательность импульсов с частотой следования /. При подаче каждого импульса частоты fx блок 7 управления последовательно обнуляет регистр 10 памяти сигналом на выходе 14, затем переписывает новое значение кода из счетчика 4 в регистр 10 через элементы П 12 третьей группы, открытые сигналом на выходе 15, после чего сигналами на выходах 16-18 устанавливаетСИ в счетчик 4 нуль, в счетчик 3-код и единица в триггер 2. Далее начинается новый такт работы устройства до прихода следующего импульса входной частоты /ж. С выхода генератора 1 на счетный вход триггера 2 поступают импульсы высокой эталонной частоты /0. На выходе триггера 2 образуется последовательность импульсов с частотой--, поступающая на счетный вход счетчика 3. Так как в счетчи:ке 3 записано число 2«-1 то первый счетный импульс переполняет его и появляется на выходе. Этот импульс, поступая на счетный вход счетчика 4, увеличивает число в нем на единицу, переписывает через элементы И 5 первой группы обратный код из счетчика 4 в счетчик 3 и з станавливает единицу в триггере 2. Счетчнк 3 работает в режиме деления частоты ---на число в счетЧИке 4. Частота /i на выходе счетчика 3 равна f 27(0 где Ni(t) - текущее значение кода в счетчике 4. Код в счетчике 4 определяется выражением тт N, (t) , -f-°- dt, el d 2N(t) t где 1 x период входной частоты. Решая это уравнение от1носительно Ni(t), находим значение кода в счетчике 4 после окончания периода для t Tx. N.YfJ, т. е. пропорциональное корню квадратному из периода входной частоты. Этот код после окончания .каждого периода входной частоты лереПИсыва.ется через элемент П 12 третьей группы в регистр 10 памяти управляемого делителя 9 частоты. С выхода генератора 1 эталонная частота /о проходит также на вход неуправляемого делителя 8 с постоянным коэффициентом деления /С- С выхода делителя 8 частота поступает на сигнальный вход управляемого делителя 9, где она делится на переменный коэффициент Ai, хранящийся в регистре 10 памяти. Каждым импульсом на выходе счетчика И через блок 7 управления в счетчик И переписывается из регистра 10 обратный код N. Через Al импульсов входной частоты счетчик 11 переполнится и появившийся на его выходе импульс повторит процесс деления. При совпадении имцульса с выхода счетчика 11 и импульса входной частоты /ж во избежание записи в счетчик 11 ложного нулевого кода сигнал на выходе 13 задерживается до установления нового .кода в регистре 10. На выходе счетчика И образуется выходная частота устройства AYI. к у/о YT Т. е. пропорциональная корню квадратному из входной частоты. Выбрав можно получить коэффициент пропорциональности А. Умецьщением коэффициента К. можно увеличить выходную частоту, а вместе с ней и точность устройства. Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность с быстродействием в один период входной частоты получать на выходе частоту, пропорциональную корню квадратному из входной. Использование управляемого делителя частоты обеспечивает равномерную выходную последовательность импульсов без флуктуации мгновенного значения частоты. Применение генератора высокой эталонной частоты и новый режим управления .работой счетчиков от блока управления .позволяет с высокой точностью получать значение корня квадратного из периода входной частоты, что повышает точность определения выходной частоты. Благодаря высокому быстродействию устройства существенно расширяется динамический диапазон работы в области быстроизменяющихся входных сигналов, а также появляется возможность оперировать низкочастотной .входной информацией. Формула изобрете.няя Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня, .содержащее триггер, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выход которого подключей к .первым входам элементов И первой группы, к входу установки в «1 триггера, к счетному входу второго счетчика, разрядные выходы которого через элементы И первой группы подключены к разрядным входам первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, оно содержит генератор эталонной частоты, делитель частоты, блок управления, управляемый делитель частоты, со.стояш,ий из регистра памяти, разрядные выходы которого через элементы И второй группы подключены к разрядным входам третьего счетчика, и третью группу элементов И, .П1ричем выход генератора эталонной частоты подключен к счетному входу триггера и входу делителя частоты, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика, выход которого является выходом устройства и подключен к первому входу блока управления, второй вход которого подключен к источнику частотно-импульсной последовательности, первый выход блока управления подключен к вторым входам элементов И второй группы, .второй выход- к управляющему входу регистра памяти, третий выход - к установочному входу второго счетчика, четвертый выход блока управления подключен к вторым входам элементов И третьей группы, пятый и шестой выходы - к установочным входам первого счетчика и триггера соответственно. Источники информации, принятые во внималие лри экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №394779, кл. G 06F 7/38, 1970. 2.Мельников А. А. и др. Обработка частотных и временных импульсных сигналов. М., «Энергия, 1976, с. 76-95.

LI