Счетное устройство Советский патент 1982 года по МПК H03K23/00 

(5) СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к импульс,ной технике и мо}чет быть использовано для обработки дискретной информации. Известно счетное устройство, в ко тором количество поступивших импульсов представляется в форме обратного числа. Оно содержит суммирующий счет чик импульсов, связанный с блоком определения обратного числа, который осуществляет операцию деления единицы на число, записанное в счетчике методами, обычно используемыми в вычислительной технике til. Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройствс, которое формирует код обрат ного числа поимпульсно на основе аппроксимации зависимости , где п число поступивших импульсов. Оно содержит счетчик импульсоа, вычитающий счетчик с параллельным вводом, ключи, элементы ИЛИ, элементы запрета. Элементы ИЛИ соединены последовательно, второй вход каждого элемента ИЛИ соединен с прямым (единичным) выходом соответствующего ему триггера суммирукхцего счетчика. Выход каждого элемента ИЛИ подключен к блокирующему входу элемента запрета через который прямой выход триггера суммирующего счетчика связан с входом ключа. Другой вход ключа связан с общим входом устройства. Выходы ключей связаны со счетным входом каждого второго триггера, вычистающего счетчика. Вход триггера старшего разряда вычитаюи(его счетчика подключен к выходу первого элемента запрета непосредственно 2. Недостаток известного устройства заключается в том, что оно обладает низкой томностью определения обратного числа. Это объясняется тем, что устройство реализует кусочно-линеййую интерполяцию обратной зависимое31к . ги с узпани о то.чках п 2 (К 0,1,2,...). Иначе говоря, формируется точное значение требуемой зависимости лишь длл числа поступивших импульсов, равного целой степени двойки, в остальных случаях имеет место ошибка, которая может достигать тначительной величины. Целью изобретения являетсл повышеяие точности определения обратного ЧИСЛсЗ. Поставленная цель достигается тем, что в счетное устройство, содержащее суммирующий счетчик импульсов, вычитающий счетчик импульсов с параллельным вводом, первую группу ключей, выходы которых связаны со входами четных триггеров вычитающего счетчика, начиная с четвертого, и первую входную шину, которая соединена со входом первого триггера суммирующего счетчика, введены вторая входная шина, вторая и третья группы ключей, при этом первый вход каждого из ключей второй группы соединен с выходом ключа этой группы последующего разряда, второй вход каждого из ключей этой группы соединен с инверсным выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика, первые входы ключей третьей группы соединены со .второй входной шиной, второй вход каждого ключа этой группы соединен с выходом соответствующего ему ключа второй группы, а третий вход подключен к прямому выходу соответствующего три гера суммирующего счетчика, выход первого ключа третьей группы соединен со входом первого триггера вычи тающего счетчика, выход второго клю ча той же группы соединен со входом второго триггера того же счетчика, а выходы остальных ключей этой груп пы соединены со входами нечетных триггеров вычитающего счетчика, начиная с пятого, и с первыми входами соответствующих ключей первой группы, вторые входы которых подключены к инверсным выходам триггеров сумми рующего счетчика. На фиг. 1 представлена схема сче ного устройства; на фиг. 2 - график зависимости значения выходного числа от количества поступивших импуль сов. Устройство содержит суммирующий счетчик 1. состоящий из триггеров 4 2-5 (для упрощения схемы связь между триггерами счетчика на схеме не приведена),вычитающий счетчик 6, состоящий из триггеров 7-15, первую группу ключей (элементов И) 16-18, вторую группу ключей 19-22 и третью группу ключей 23-27, пероую входную шину 28, вторую входную шину 29. На фиг, 2 приведен график, иллюстрирующий точность работы устройства. Тонкой линией приведена идеальная зависимость, штриховой линией зависимость, реализуемая известным устройством, жирная линия - зависимость, реализуемая данным устройством. Устройство работает следующим образом. На шину 28 устройства поступает счетный импульс (импульсы первого такта). Вторая такая же последовательность импульсов, задержанная относительно первой на небольшой интервал времени, поступает на вторую шину 29 вторая последовательность быть сформирована из первой, например, путем пропускания импульсов, поступаю дих на шину .28 через элемент задержки (на чертеже не изображен) или каким-либо другим методом. Импульсы с шины 29 поступают на суммирующий счетчик 1. Поэтому в счетчике 1 записано в двоичном коде число поступивших импульсов. Сигналы с триггеров 2-5 поступают на ключи 19-22. Поскольку эти сигналы поступают с инверсных выходов триг- герое 2 - 5, то единичный сигнал с выхода триггера поступает на соответствующий ключ тогда, когда этот триггер находится в нулевом состоянии. Поэтому в исходном состоянии перед поступлением на шину 29 первого импульса все ключи 19-22 имеют единичные сигналы на обоих своих входах и, следовательно, единичные сигналы на выходах, Каидый из ключей по одному своему входу получает единичный сигнал с инверсного выхода соответствующего ему триггера суммирующего счетчика 1, по второму входу полумает единичный сигнал с выхода предыдущего ключа той же группы и, в свою очередь, подает единичный сигнал на последующий ключ той же группы. В том же исходном состоянии триггеры суммирующего счетчика 1 со своих прямых выходов подают нулевые сигналы на ключи . Поэтому из клю5чей 23-27 открытым (подготовленным к пропусканию входного импульса) оказы вается лишь-ключ 23, на который пода единичный сигнал с выхода ключа 19, и первый импульс, поступивший на шину 28, проходит через ключ 23 и поступает на триггер 7 вычитающего счет чика 6. Поступивший вслед за этим на шину 29 первый импульс второй тактовой последовательности переводит три гер 2 счетчика 1 в единичное состояние. При этом на его инверсном выходе появляется нулевой сигнал, а на прямом выходе - инверсный сигнал. Ну левой сигнал с инверсного выхода триггера 2 поступает на ключ 19 и закрывает его. При этом на выходе ключа 19 также появится нулевой сигнал, который поступает на ключ 23 и закрывает его, препятствуя прохождению импульсов с входа 28 через ключ 23. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 2, поступает на ключ 2, и вместе с единичным сигналом от ключа 20, подготавливает ключ 2Ц к пропусканию очередного импульса с шины 28. Поэтому второй импульс, поступивший с шины 28 на ключ 2k, проходит через него и поступает на вход триггера 8. Поступивший вслед за этим на шину 29 второй импульс второй тактовой последовательности записывает в счетчик 1 число два, т.е. переводит триггер 2 в состояние нуль, а триггер 3 в состояние единица. При этом триггер 3 закрывает ключ 20 и открывает ключ 25. Триггер 2 открывает ключ 16 и подает единичный сигнал на ключ 19. Одна ко, т.к. закрытый ключ 20 подает нулевой сигнал на второй вход ключа 19, то этот ключ и, следовательно, ключ 23 остаются закрытыми. Очередной .(третий) импульс с шины 28 через открытый ключ 25 поступ ет на вход триггера 11 и на вход открытого ключа 16, с выхода которого поступает на вход триггера 10. Поступающий затем на третий импульс второй тактовой последовательности переводит в единичное состояние триггер 2. При этом закрывается ключ 16 и очередной (четвертый) импульс с шины 28 проходит через открытый ключ 25 и поступает на вход триггера 11. Поскольку ключ 16 закрыт,-импульс на триггер 10 теперь не поступает. Аналогичным образом можно проследить работу схемы и далее. Пятый и шестой импульсы поступают на входы триггеров 12 и 13, седь,мой и восьмой импульсы - только на триггер 13, импульсы с девятого по двенадцатый н триггеры И и 15, импульсы с тринадцатого по шестнадцатый - лишь на триггер 15 и т.д. Счетчик 6 является вычитающим с параллельным оводом чисел. При этом из числа, записанного в нем, вычитается вновь вводимое число и результат (разность) остается записанной в триггерах этого счетчика. Таким образом, счетчик 6 работает аналогично тому, как работают накапливающие сумматоры, с той лишь разницей, что в накапливающем сумматоре число, записанное в нем, суммируются с вновь поступившим числом, а результат суммирования остается в нем записанным. Триггерам счетчика 6 справа нaлet во по схеме) приписываются веса в соответствии с отрицательными степенями двойки, триггер 7 имеет вес 2°, триггер 8 - вес , триггер 9 вес 2, и т.д. Поэтому число, записанное в счетчике 6, можно рассматри вать как двоичную дробь, где, как и в известном устройстве, в старшем разряде (триггер 7) записываются единицы, в следующем (триггер 8) записано 1/2, далее I и т.д. М Как следует из описанного выше, первый импульс с шины 28 через ключ 23 поступает на триггер самого старшего разряда (триггер 7) счетчика 6 и записывает в нем единицу. Число, записанное в счетчике 6 получает вид 1,000 .... Второй импульс с шины 28 поступает на второй триггер 8 вычитающего счетчика 6. Поскольку этот триггер имеет вес , это означает, что в счетчик 6 вводится число а т.к. счетчик 6 выполнен и вычитающим,вновь вводимое число вычитается из ранее записанного. В результате в счетчике оказывается записанным число 0,1000 О-Далее импульс поступает на доа риггера 10 и 11, которые имеют веса

7900i 618

2 и 2, т.е. из числа ,.1ПООО вы- записанными в счетчик 6 поспе поступ читается число 0,001100 . , и т.д. . ления очередного импульса на шину

Учитывая изложенное, последоиа- 28, можно представить следующей табтельность чисел, которые оказываются лицей.

На фиг. 2 приведен график, отражающий зависимость выходного числа, записанного в счетчике 6, от числа п поступивших импульсов (на участке 8 п 1б). Из графика видно, что данное устройство реализует погрешность А значительно меньшую, чем известное д.

Точный расчет показывает, что данов устройсгвп обеспечивает втрое

меньшую относительную погрешность по сравнению с известным.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает значительно более высокую точность реализации

зависимости , чем известное.

Формула изобретения

Счетное устройство, содержащее суммирующий счетчик импульсов, вычитающий счетчик импульсов с параллельным вводом, первую группу ключей, выходыкоторых связаны со входами четных триггеров вычитающего счетчика, начиная с четвертого, и первую входную шину, которая соединена со входом первого триггера суммирующего счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения обратного числа, в него введены вторая входная шина, вторая и третья группы ключей, при этой первый вход каждого из ключей второй группы соединен с выходом ключа этой группы последующего разряда, второй вход каждого из ключей этой группы соединен с инверсным выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика, перпые входы ключей третьей группы соединены со второй входной шиной, второй вход каждого ключа этой группы соединен с выходом соответствующего ему ключа второй группы, а третий вход подключен к прямому выходу соответствующего триггера суммирующего счетчика, выход первого ключа

третьей группы соединен со входом первого триггера вычитающего сметчика, выход второго ключа той же группы соединен со входом второго триггера того же счетчика, а выходы остальных ключей этой группы соединень) со входами нечетных триггеров оычит тающего счетчика, начиная с пятого, и с первыми входами соответствующих ключей первой группы, вторые входы

которых подключены к инверсным выхо дам триггеров суммирующего сЧетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 5 16, рис, 5 5.

Г

P

n

:a