Частотно-импульсное множительное устройство Советский патент 1981 года по МПК G06F7/68 

1

Изобретение относится к автсялати- . ке и вычислительной технике и может быть использовано для перемножения величин, представленных частотой следования импульсов.

Известно частотно-импульсное множительное устройство, содержащее ключи, счетчики, блок вычитания,генератор опорной частоты и формирователь эталонных интервалов ЦЗНедостатком устройства является пониженное быстродействие.

Известно также частотно-импульсное множительное устройство, содержащее счетчики, генератор эталонной частоты, триггеры, элементы И и ИЛИ, элемент задержки и группу элементов и 2}.

Недостатком устройства также является пониженное быстродействие при перемножении двух частотно-импульсных сигналов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является частотно-импульсное множительное устройство, содержащее генератор эталонной частоты, счетчики, первый из которых выходами разрядов подключен к первым входам элементов И первой группы, а входом обнуления - к первому выходу первого формирователя управляющих HMnyJtbcoB, информационный вход которого соединен с входом первого сомножителя, причем второй счетчик подключен входом обнуления к первому выходу второго формирователя управлякяцих импульсов, а выходггми разр$1дов к информационным входам первого ре10гистра, соединенного выходами с первыми входами элементов И второй группы, а управляющим входом b вторим выходом второго формирователя управляющих импульсов, ин15формационный вход которого под;Ключен к входу второго сомножителя, синхронизирующий вход - к выходу третьего счетчика, а третий выход к вторым входам элементов И второй

20 группы, соединенных выходами с вхоДс1ми разрядов третьего счетчика,счетный вход которого подключен к выходу четвертого счетчика и к синхронизирующему входу первого формирова25теля управляю1цих импульсов, соединенного вторым выходом с вторыми входами элементов И первой группы, подключенных выходами к входам разрядов четвертого счетуика, соединен

30 ного счетным входом с выходом генератора этсшонной частоты и через делитель частоты - со счетными входами первого и второго счетчиков fs} .

Недостатком этого устройства является сложность технической реализации при необходимости представления результата в цифровой форме.

Цель изобретения - упрощение устройства при представлении результатов в цифровой форме.

С этой целью частотно-импульсное устройство, содержащее генератор эталонной частоты, счетчики, первый из которых подключен выходами разрядов к первым входам элементов И первой группы, а входом обнуления - к первому выходу первого формирователя управляющих импульсов, информационный вход которого соединен с входом первого сомножителя, причем второй счетчик подключен входом обнуления к первому выходу второго формирователя управляющих импульсов, а выходами разрядов - к информационным входам первого регистра, соединенного выходами с первьоми входами элементов И второй группы, а управляющим входом с вторым выходом второго формирователя управляющих импульсов, информационный вход которого подключен к входу второго сомножителя, содержит второй и третий регистры, элементы ИЛИ и ключ, соединенный выходом с вычитающим входом третьего счетчика, первым управляющим входом - с первым выходом второго формирователя управляющих импульсов и с установочным входом третьего счетчика, вторым управляющим входом - с выходом третьего счетчика и с управляющим входом второго регистра, а сигнальным входом - с выходом первого элемента ИЛИ входы которого подключены к выходам элементов И второй группы, соединенных вторыми входами с выходами рарядов второго счетчика, подключенног выходами разрядов также к информационным входам второго регистра, а счетным входом - к выходу второго элмента ИЛИ, соединенного входами с выходами элементов И первой группы, подключенных вторьми входами к выходам третьего регистра, управляющий вход которого соединен с вторым выходом первого формирователя управляющих импульсов, а информационные входы - с выходами разрядов первого счетчика, подключенного счетным входом к; выходу генератора эталонной частойгы и к синхронизирукндим входам обоих формирователей уйравляющих импульсов, причем выходы второго регистра соединены с выходами устройства.

При этом каждый формирователь управляющих импульсов содержит два D-триггера, два элемента И и инвертор, вход которого является синхронизирующим входом формирователя управляющих импульсов и подклю ен к первому входу первого элемента И и к тактирующим входам 0-триггеров,инфОЕвлационный вход первого из которых соединен с информационным входом формирователя управляющих им.пульсов, а выход - с вторым входом первого элемента И, с первым входом второго элемента И и с информационным входом второго 0-триггера, подключенного выходом к третьему входу первого элемента Инк второму входу второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом инвертора, а выходы элементов И соединены с соответствующими выходами формирователя управляющих импульсов.

На чертеже представлена блок-схема частотно-импульсного множительного устройства. Устройство содержит первый счетчик 1, подключенный выходами разрядов к первым входам элементов И 2 первой группы, а входом обнуления - к первому выходу первого формирователя 3 управляющих импульсов, информационный вход которого соединен с входом первого сомножителя. Второй счетчик 4 подключен входом обнуления к первому выходу второго формирователя 5 управляющих импульсов, а выходами разрядов - к информационным входам первого регистра б. Регистр б соединен выходами с первыми входами элементов И второй группы, а управляющим входом - с вторым выходом формирователя 5, информационный вход которого подключен к входу второго сомножителя. Ключ 8 соединен выходом с вычитающим входом третьего счетчика 9, первым управляющим (запирающим) входотл - с выходом счетчика 9 и с управляющим входом второго регистра 10, вторым управляющим (отпирающим) входом - с первым выходе формирователя Бис установочным входом счетчика 9, а сигнальным входом - с выходом первого элемента ИЛИ 11.

Элемент ИЛИ 11 подключен входами к выходам элементов И 7 второй группы, соединенных вторыми входами с выходами разрядов счетчика 4. Счетчик 4 подключен выходами разрядов также к информационным входам регистра 10, а счетным входом -.к выходу второго элемента ИЛИ 12. Элемент ИЛИ 12 соединен входами с выходами элементов И 2 первой группы, подключенных вторыми входами к выходам третьего регистра 13.

Регистр 13 соединен управляющим входом с вторым выходом формирователя 3, а информационными входами - с выходом разрядов счетчика 1. Счетчик: 1 подключен счетным входом к выходу генератора 14 эталонной частоты и к синхронизирующим входам формирователей 3 и 5. Каждый из формирователей 3 и 5 содержит два D-триггера 15 и 16, два элемента И 17 и 18 и инвертор 19. Вход инвертора.19 является синхронизирующим входом формирователя и подключен к первому входу первого элемента И 17 и к тактирующим входам 0-триггеров 15 и 16. Информационный вход первого D-триггера 15 соединен с информационным входом формирователя, а выход - с вторым входом элемента И 17, с первым входом второго элемента И 18 и с информационнь входом второго 0-триггера 16, D-триггер 16 подключен выходом к третьему входу элемента И 17 и к второму входу элемента И 18, третий вход которого соединен с выходом ин вертора 19, Выходы элементов И 17 и 18 соединены с соответствукяцими выходами формирователя. Регистры 6,10 и 13 состоят из D-триггеров, тактирующие входы которых объединены в общий управляющий вход, а информационные входы являются информационными входами регист ров , Устройство работает следующим об разом. В начале каждого периода Т часто ты f первого сомножителя формирователем 3 формируются следующие дру за другом два управляющих импульса, первый из которых разрешает перенос кода из счетчика 1 в регистр 13,а второй производит обнуление счетчиЗа время между двумя обнулениями счетчика 1 в нем накапливается коли чество импульсов эталонной частоты fjj, равное Счетчик 1, регистр 13, группа эле ментов И 2 и элемент ИЛИ 12 образуют интегратор последовательного переноса, на выходе которого (выход элемента ИЛИ 12) формируется частотноимпульсная последовательность со средней частотой следования импульсо f - f3 где N - емкость счетчиков 1 и 4 и ре гистров 6, 10 и 13, , В-начале каждого периода Tj частоты f, второго сомножителя формиройателем 5 формируются следующие друг за другом два управляющих импульса, первый из которых переносит содержимое счетчика 4 в регистр 6, а второй обнуляет счетчик 4, устанавливает начальный код (m-l) в счетчик 9 и отпирает ключ 8, За время между двумя обнулениями счетчика, т.е. за период Т в счетчике 4 накопляетс количество Ы импульсов частоты еледования ff) , поступающих с выхода элемента ИЛИ 12 Ы Счетчик 4, регистр 6, группа элементов И 7 и элемент ИЛИ 11 образуют интегратор последовательного переноса, на выходе которого, т,е. на выходе элемента ИЛИ 11, формируется частотно-импульская последовательность со средней частотой следования импульсов, равной fHy Ng N Эта последовательность поступает через открытый ключ 8 на вычитающий вход счетчика 9. После того как в счетчик 9 поступает m импульсов, на его выходе появляется импульс переполнения, который закрывает ключ 8 и переписывает содержимое счетчика 4 в выходной регистр 10, Код счетчика 4 в момент считывания информации в регистр 10 равен mN 8bW рГ t 1 т,е, пропорционален произведению частот следования сс шожителей. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет получить результат перемножения двух сомножителей в цифровой форме при более простой технической реализации, так как не требует введения дополнительных узлов для преобразования выходного частотно-импульсного сигнала в цифровой код. Формула изобретения 1, Частотно-импульсное множительное устройство, содержащее генератор эталонной частоты, счетчики, первый из которых подключен выходами разрядов к первым входам элементов И первой группы, а входом обнуления - к первому выходу первого формирователя управляющих импульсов, информационный вход которого соединен с входсяи первого сомножителя, причем второй счетчик подключен входом обнуления к первому выходу второго формирователя управляющих импульсов, а выходами разрядов - к информационным входам первого регистра, соединенного выходами с первыми входами элементов И второй группы, а управляющим входом с вторым выходом второго формирователя управляющих импульсов, информационный вход Которого подключен к входу второго сомножителя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства при представлении результата в т ифровой форме, оно содержит второй и третий регистры, элементы ИЛИ и ключ, соединенный выходом с вычитающим входом третьего счетчика, первым управляющим входом - с первым выходом второго формирователя управляющих импульсов и с установочным входом третьего счетчика, вторым управляющим входом - с выходом третьего счетчика и с управляющим входом второго регистра, а сигнальным входом - с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И второй группы, соединенных вторыми входами с выходами разрядов второго счетчика подключенного выходами разрядов такж к информационным входам второго регистра, а счетным входом - к выходу второго элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами элементов И первой группы, подключенных вторыми вхо дами к выходам третьего регистра,управляющий вход которого соединен с вторым выходом первого формирователя управлякнцих импульсов, а информационные входы - с выходами разрядов первого счетчика, подключенного счет ным входом к выходу генератора этгшо ной частоты и к синхронизирующим входам обоих формирователей управляю щих импульсов, причем выходы второго регистра соединены с выходами устройства. , 2. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что каждый фор мирователь управляющих импульсов содержит два D-триггера, два элемента И и инвертор, вход которого является синхронизирующим входом формирователя управлякнцих импульсов и подключен к первому входу первого элемен.та И и к тактирующим входам О-триггеров, информационный вход первого из которых соединен с информационным входом формир,ователя управляющих импульсов, а выход - с твторым входом первого элемента И, с первым входом второго элемента И и с информационным входсмл второго D-триггера, подключенного выходом к третьему входу первого элемента Ник второму входу второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом инвертора , а выходы элементов И соединены с соответствующими- выходами формирователя управляющих импульсов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе свидетельство СССР 1.Авторское 06 F 7/52, 1977. 651344, кл. G 2.Авторское свидетельство СССР № 564634,. кл. G 06 F 7/39, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР 550635, кл. G 06 F 7/39, 1975 (прототип).