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

(54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТЮЙСТВО

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для умножения и деления частотио-Импульсных и кодовых сигаалов с представлением результата в частотно-импульсной форме.

Известно частотно-импульсное множительно-делительное устройство, содержащее счетчик, делитель частоты, элемент задержки, элемент. И и управляемый делитель, выполненный на счетчике, регистре, блоке сравнения кодов и формирователе импульсов переноса 1.

Известно также частотно-импульсное множительно-делительное устройство, содержащее триггер, элементы И, одновибратор и управляемый делитель, выполнеиный иа двух счетчиках и блоке сравнения кодов 2.

Недостатком известных устройств является ограниченность функщюнальных возможностей, так как эти устройства не позволяют выполнять миожительио-делительные операции над сигналами, представленными в кодовой форме.

Наиболее близким к изобретению является частотно-импульсное вычислительное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов.

счетчики, блоки управления и первый кодоуправляемый делитель частоты, переключешсый сигнальным входом к выходу второго кодоуправляемого делителя частоты, кодовым входом - к выходу первого счетчика, входом управления установкой кода - к выходу первого блока управления, а частотным выходомк выходу устройства и к первому входу первого блока управления соединенного вторым входом с первым частотным входом устройства, а выходом - с входом обнуления первого счетчика, счетный вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов и к счетному входу второго счетчика, соединенного входом обнуления с ; выходом второго блока управления, а выходом - с кодовым входом второго кодоуправляемого делителя частоты, подключенного сигнальным входом к второму выходу генератора тактовых импульсов, а входам управления установкой кода к выходу второго блока управления, соединенного входом с вторым частотным входом устройства 3. 3 Устройство позволяет выполнить множительные операции над сигналами, представленными в частотно-импульсной форме и не позволяет выполнять множительно-делительные операции над сигналами, представленными как в -частотно-импульсной, так и в кодовой . форме. Цель изобретения - расширение ф)/нкциональных возможностей устройства путем выполнения множительных и делительных операций над сигналами, представленными как в частотно-импульсной, так и в кодовой формах С этой целью в частотно-импульсное вычислительное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик и первый кодоуправ ляемый делитель частоты, подключенный сигнальным входом к выходу второго кедоуправляемого делителя частоты, дополнительно введены переключатели и третий кодоуправляемьш делитель частоты, соедшгенный сигналЬ ным входом с сигнальным входом второго кодоуправляемого делителя частоты и с выходом первого переключателя, кодовым входом - с кодовь1М- выходом первого кодоуправляемого детп-ггеля частоты, входом управления установкой кода - с входом обнуления первого кодоуправляемого делителя частоты и с первым частотным входом устройства, а выходом - с первым входом второго переключателя, выход которого является выходом устройства, а второй вход подключен к частотному выходу первого кодоуправляемого делтеля частоты, соединенного кодовым входом с первым кодовым входом устройства, а входом управления установкой кода - с первым управляющим входом устройства, причем первый переключатель подключен первым входом к второму частотному входу устройства, а вторым - к пер вому выходу генератора тактовых импульсов, соедшгенного вторым выходом с входом обнуления счетчика и с первым входом третьег переключателя, второй вход которого подклю чен к второму управляющему входу устройст ва, а выход - к входу управления установкой кода второго кодоуправляемого делителя частоты, соединенного кодовым входом с выходом четвертого переключателя, подключенного первым входом к второму кодовому входу устройства, а вторым входом - к выходу счетчика, соединенного счетным входом с третьим частотным входом устройства. Кроме того, первый кодоуправляемый делитель частоты содержит счетчики, узел сравнения кодов и элемент И, первый вход кото рого является входом обнуления кодоуправляемого делителя, второй вход подключен к выходу узла сравнеьгая кодов, а выход-к входу обнуления первого счетчика, счетдаш вход которого является сигнальным входом кодоуправляемого делителя, выход переполнения частотным выходом кодоуправляемого делителя, а кодовый выход, являющийся кодовым выходом кодоуправляемого делителя, соединен с первым входом узла сравнения кодов, подключенного вторым входом к кодовому выходу второго счетчика, установочный вход и вход управления установкой кода которого являются соответственно кодовым входом и входом управления установкой кода кодоуправляемого делителя. Кроме того, второй и третий кодоуправляемые делители частоты содержат по два и по узлу сравнения кодов, подключенному выхоДОМ к входу обнуления первого счетчика а входами - к кодовым выходам обоих счетчиков, причем счетный вход и выход переполнения первого счетчика являются соответственно сигнальным входом и выходом кодоуправляемого делителя, а установочный вход и вход управления установкой кода второго счетчика - кодовым входом и входом управления установкой кода кодоуправляемого делителя. На чертеже изображена блок-схема частотноимпульсного вычислительного устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 и первый кодоуправляемый делитель 3 частоты, подключенный сигнальным входом к выходу второго кодоуправляемого делителя 4 частоты. Третий кодоуправляемый делитель 5 частоты соединен сигнальным входом с сигнальным входом второго кодоуправляемого делителя 4 и с выходом первого переключателя 6, кодовым входом - с кодовым выходом первого кодоуправляемого делителя 3, входом управления установкой кода - с входом обнуления первого кодоуправляемого делителя 3 и с первым частотным входом 7 устройства, а выходом с первым входом второго переключателя 8, выход которого является выходом устройства, а второй вход подключен к частотному выходу первого кодоуправляемого делителя 3. Последний соединен кодовым входом с первым кодовым входом 9 устройства, а входом управления установкой кода - с первым управляющим входом 10 устройства. Переключатель 6 подключен первым входом к второму частотному входу 11 устройства, а вторым входом - к первому выходу генератора 1. Второй выход генератора 1 соединен с входом обнуле1шя счетчика 2 и с первым входом третьего переключателя 12. Второй вход переключателя 12 подключен к второму управляющему входу 13 устройства, а выход - к входу управления установкой кода второго кодоуправляемого делителя 4, Делитель 4 соединен кодовым входом с выходом четвертого переключателя 14, под5ключенного первым входом к второму кодовому входу 15 устройства, а вторым входом к выходу счетчика 2, соединенного счетным входом с третьим частотным входом 16 устройства. Первый кодоуправляемый делитель 3 содер жит счетчики 17 и 18, узел 19 сравнения ко дов и элемент И 20, первый вход которого является входом обн ления делителя 3, второй вход подключен к выходу узла 19, а выход - к входу обнуления первого счетчика 17. Счетный вход счетчика 17 является сигнальным входом делителя 3, выход переключения счетчика 17 - частотным выходом делителя 3, а кодовый выход счетчика 17 является кодовым выходом делителя 3 и соедш1ен с первым входом узла 19. Второй вход узла 19 подключен к кодовому выходу второго счетчика 18, установочный вход и вход управления установкой кода которого являются соответственно кодовым входом и входом управления установкой кода делителя 3. Второй и третий кодоунравляемые делители 4 и 5 содержат по два счетчика 21 и 22 и по узлу 23 сравнения кодов, подключенному выходом к входу обнуления первого счетчика 21, а входом к кодовым выходам счетчиков, 21 и 22. Счетный вход и выход переключения счетЧ1жа 21 являются соответственно сигнальным входом и выходом кодоуправяяемого делителя, а установочный вход и вход управления установкой кода второго счетчика 22 - кодо вым входом и входом управления установкой кода кодоуправляемрго делителя. Устройство работает следуюидим образом. Прн перемножении двух частотно импульсных сигналов Р и Pij переключатели 6, 8, 12 и 14 устанавливаются в такое положение, при котором к выходам переключателей 8 и 12 подключаются их первые входы, а к выходам переключателей 6 и 14их вторые входы. Все разряды счетчика 18 делителя 3 устанавливаются в единичное состояние (при зтом делитель 3 работает в счетном режиме). Частота FQ второго сомно жителя с входа 16 устройства поступает на счетный вход счетчика 2, осуществляющего и мерение этой частоты в интервалах между двумя соседними импульсами со второго вы хода генератора 1. По приходу каждого имнульса со второго выхода генератора 1 на вход обнуления счетчика 2 и вход управлени установкой кода делителя 4, накопленное зна чение кода в счетчике 2 (пропорциональное FI ) переписывается в счетчик 22 делителя 4, а счетчик 2 обнуляется. В делителе 4 про исходит деление импульсов частоты о с 4 первого выхода генератора 1 на код счетчика 22. Выходная частота Р делителя 4 поступает на сигнальный вход делителя 3, работающего в режиме измерения этой частоты в интервалах времени между каждыми двумя сосешшми импульсами частоты F-j первого сомножителя, поступающего с входа 7 устройства на вход 1 обнуления делителя 3. В момент времени обнуления счетчика 17 импульсом No; счетчика 17, равный частоты Р код VP.P, переписывается из счетчика 17 делителя 3 в счетчик 22 делителя 5. Делитель 5 осуществляет деление частоты Р , поступающей на его сипшльный вход, на код К . В результате частоты с выхода делителя 5, которая через переключатель 8 поступает на выход устройства, равна , При перемножении частотно-импульсного сигнала F. на код N (j переключатели ,6 и 8 остаются в прежнем положении. Переключатели 12 и 14 устанавливаются в такое положение, при котором к выходу переключателя 12 подключен его второй вход, а к выходу переключателя 14 - его первый вход. Все разряды счетчика 18 делителя 3 установлены в едшппное состоя1ше. Код Nn второго сомножителя с входа 15 устройства по сигналу на управляющем входе 13 устройства записывается в счетчик 22 делителя 4, который осуществляет деление частоты PQ на код Цц и далее работа устройства протекает аналогично с той лишь разницей, что выходная частота Fj равнапри перемножении двух кодовых сигналов N и N(2 переключатели б, 8, 12 и 14 остаются в таком же положении, как и в случае перемножения частотно-импульсного сигнала на кодовый сигнал. Значение кода N первого сомножителя с входа 10 устройства по управляющему сигналу с входа 9 устройства записывается в счетчик 18 делителя 3, а значение кода N о второго сомножителя с входа 15 по . управляющему сигналу с входа 13 записьтается в счетчик 22 делителя 4. С первого выхода генератора 1 на сигнальный вход делителя 4 поступает определенное число импульсов NO , соответственно с этим с выхода делителя 4 на сигнальный вход де-. лителя 3 поступает число N4. импульсов, равное.J N . , 8 Это число делится в делителе 3 на код N По окончанию кода Njj с входа 7 устройства на вход управления установкой кода делителя 5 и вход обнуления делителя 3 подается импульс, который переписывает код счетчик 22 делителя 5 и обнуляет счетчик 17 делителя 3. Затем на сигнальный вход делителя 5 с первого выхода генератора 1 подается вторая пачка импульсов NO Соответственно на вьисоде делителя 5 формируется пачка импульсов, равная NfM/i Nij, В случае деления частотно-импульсного сигнала р на произведение двух сомножителей вида Рг)-Р3) илиР/2. Ко, или Цг.Мт, переключателя 6 и 8 устанавливаются в такое состояние, при котором первый вход переключателя 6 соединен с его выходом, а второй вход переключате.1ш 8 - с выходом переключателя 8. Далее на вход И подается частота F-i делимого, а остальньте действия выполняются аналогично одному из вариантов в зависимости от- формы представления сомножителей делителя. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает более широкими функциональными - возможностями, так как позволяет выполнять множительные и делительные операции над сигналами, представ ленными как в частотно-импульсной, так и в кодовой формах. .Формула изобретения 1. Частотно-импульсное вычислительное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, счетшк и первый кодоуправляемый делитель частоты, подключешшш сигнальным входом к выходу второго кодоуправляемого делителя частоты, отличашпдееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем выполнения множительных и делительш гх операций над сигналами, представленными как в частотноимпульсной, так и в кодовой формах, в него дополнительно введены переключатели и третий кодоуправляемый делитель частоты, соединенный сигнальным входом с сигнальным входом второго кодоуправляемого делителя частоты и с выходом первого переключателя, кодовым входом - с кодовым выходом первого кодоуправляемого делителя частоты, вхо дом управления установкой кода - с входом обнуления первого кодоуправляемого дешттеля частоты и с первым частотным входом устройства, а выходом - с первым входом второго переключателя, выход которого является выходом устройства, а второй вход подключен к частотному выходу первого кодоуправляемого делителя частоты, соединенного кодовым входом с первым кодовым входом устройства, а входом управления установ кой кода - с первым управляющим входом устройства, причем первый переключатель подключен первым входом к второму частотному входу устройства, а вторым входом - к первому выходу генератора тактовых импульсов, соединенного вторым выходом с входом обнуления счетчика и с первым входом третьего переключателя, второй вход которого подключен к второму управляющему входу устройства, а выход - к входу управления установкой кода второго управляемого делителя частоты, соединенного кодовым- входом с выходом четвертого переключателя, подключенного первым входом к второму кодовому входу устройства, а вторым входом - к выходу счетчика, соединенного счетным входом с третьим частотным входом устройства. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ще е с я тем, что первый кодоуправляемый делитель частоты содержит счетчики, узел сравнения кодов и элемент И, первый вход которого является входом обнуления кодоуправляемого делителя, второй вход подключен к выходу узла сравнения кодов, а выход к входу обнуления первого счетчика, счетный вход которого является сигналыпам входом кодоуправляемого делителя, выход переполнения - частотным выходом кодоуправляемого делителя, а кодовый выход, являющийся кодовым вь13содом кодоуправляемого делителя, соединен с первым входом узла сравнения кодов, подключенного вторьпй входом к кодовому выходу второго сигнала, установочный вход и вход управления установкой кода которого являются соответственно кодовым входом и входом управления установкой кода кодо-управляемого делителя. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что второй и третий коддуправляемые делители частоты содержат по два счетчика и по узлу сравнения кодов, подключенному выходом к входу обнуления первого счетчика, а входами - к кодовым выходам обоих счетчиков, причем счетный вход и выход переполнения первого счетчика являются соответственно сигнальным входом и выходом кодоуправляемого делителя, а устаиовочньй вход и вход управления установкой кода второго счетчика - кодовым входом и входом управления установкой кода кодо-управляемого делителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N1 423126, кл. G 06 F 7/52, 1971. 2.Авторское сввдетельство СССР № 628489, кл. G Об F 7/52, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР Р 5506355, кл. G Об F 7/39, 1975 (прототип).