Вычитающее устройство Советский патент 1982 года по МПК G06G7/14 

(5) ВЫЧИТАЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике и использоваться в вычислительных устройствах, работающих в недвоичной системе счисления, а также в устройствах измерительной техники и дискретной автоматики. Известен вычислитель разности двух чисел, содержащий два счетчика, установочные входы которых соединены со, входами установки в нуль двух триггеров знака и со входом Запись устройства, причем выход первого счетчика соединен со входом установки в М первого триггера знака, а выход второго счетчика - со входом установки в 1 второго триггера знака, в свою очередь, единичные выходы первого и второго триггеров знака соединены соответственно с выходом Минус и со входом Плюс устройства, кроме того, счетные выходы счетчиков связаны с первым входом элемента И, выход которого соединен с числовым выходом устроиства, а его второй вход - с выходом элемента ИЛИ, соединенного входами с единичными выходами триггеров знака, к нулевым выходам которых подключен элемент ИЛИ, к -выходу которого подключен первым входом элемент К, соединенный вторым входом с выходом генератора вычитающих импульсов, а его выход связан со счетным входом первого счептка 1 . Указанное устройство имеет относительно высокую сложность, обусловленную наличием двух счетчиков, двух триггеров и четырех логических элементов. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее реверсивный счетчик с дешифраторами единицы и нуля и два выходных элемента совпадения, импульсные входы которых соединены с источниками импульсных последовательностей, а управляю ие входы - с выходами «дешифраторов, кроме того, суммирующий и вычитающии входы счетчика подключены к источникам импульсных последовательностей через элемент запрета, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами дешифраторов еДийицы и нуля 123. Сложность известного устройства обусловлена наличием в нем реверсивного счетчика, двух дешифраторов и четырех логических элементов. Цель изобретения - упрощение вычитающего устройства. Поставленная цель достигается тем что вычитающее устройство выполнено В виде пластины из сегнетоэлектричес кого материала, на противоположные грани которой с обоих ее концов нанесены две пары взаимоперекрещивающихся электродов возбуждения, между которыми на одной грани пластины с интервалом Д. нанесено k электродов записи СХ длина волны механической деформации, распространяющейся в объеме пластины, 1 , где t период тактовых импульсов; k - основание системы счисления), причем электроды возбуждения, расположенные на одной грани пластины с электродами записи, соединены с входными шинами устройства, а расположенные на противоположной грани пластины электроды возбуждения соединены с шиной нулевого потенциала устройства, выходной электрод, нанесенный на грань пластины, противоположную грани, на которую нанесены электроды записи, перекрывает зону расположения электродов записи и соединен с выходной шинойустройства, при этом сегнетоэлектрический материал пластины, заключенный в объемах между парами электродов возбуждения, поляризован в противоположных направлени ях, а направление поляризации сегментоэлектрического материала, заключенного в объеме между электродами записи и. выходным электродом, совпадает с поляризацией сегнетоэлек рИческого материала между одной из пар электродов возбуждения. На фиг. 1 изображена функциональ ная схема вычитающего устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма, иллюст рирующая работу устройства с числовой информацией, представленной фазо импульсным кодом при k 10. Вычитающее устройство содержит пластину 1 из сегнетоэлектрического материала, обладающего пьезоэлектри .ческими свойствами в поляризованном состоянии. На противоположные грани пластины 1 с обоих ее концов нанесены две пары взаимоперекрывающихся электродов 2 и 3 возбуждения. Между электродами 2 и 3 возбуждения и параллельно им с интервалом на одной из граней пластины 1 нанесено 1с.электродов t записи, где Л - длина волны механической деформации, распространяющейся в объеме пластины из сегнетоэлектрического материала; k. - ос- нование системы счисления. К электродам 2 и 3 возбуждения, расположенным. . „I; Из одной грани с электродами ч записи, подсоединены соответственно входные шины 5 HI 6, а расположенные на противоположной грани лластины 1 перекрывающие их пары электродов возбуждения связаны с общей шиной 7 нулевого потенциала устройства. На противоположную грань пластины 1 нанесен- также выходной электрод 8, перекрывающий зону расположения электродов k записи и соединенный с вь1ходной шиной 9 стройства. Поляризация сегнетоэлектрического материала, заключенного в объеме ме5кду парой электродов 2 возбуждения, производится в направлении, противоположном поляризации сегнетоэлектрического материала, заключенного в объеме между парой электродов 3 возбуждения 3, а также между электродами k записи и выходным электродом 8. Устройство работает следующим образом. Работу вычитающего устройства рассмотрим при прямом кодировании «числовой «информации (1C 10), а также при условии, что период волны механической деформации X равен периоду С тактовых импульсов. Пусть по входным шинам 5 и 6 поступают сигналы X и У, фазовый сдвиг которых по отнбшению к опорной последовательности соответствует численным знамениям цифр 7 и 2 (фиг. 2, I и It). Сигнал, отображающий меньшее число, поступает на устройство первым. Поэтому в силу обратного пьезоэффек та возникает волна механической де- формации, распространяющаяся в объеме пластины 1 от электрода 3 возбуждения. При прохождении механической волной зон элементарных пьезопреобразователей, образованных поляризацией объема материаяа пластины 1 между электродами записи и выходным электродом 8, последние в силу прямого пьезоэффекта индуцируют электрические сигналы, которые поступают на выходную шину 9. С поступлением на электрод 2 возбуждения фазоимпульсного сигнала, отображающего большее число, и в силу того, что объемы сегнетоэлектрического материала между пластинами электродов 2 и 3 возбуждения поляризованы в протмвоположных направлениях, на выходном электроде 8 индуцируются равные по величине и противоположные по знаку электрические сигналы. В связи с этим поступление сигналов по выходной шине 9 прекращается, а число ранее поcтyгfившиx и-мпульсов представляет разность двух чисел в число-импульсном коде (фиг.2, 1, Ми III). Состоящая из положительной и отрицательной полуволн волна механической дефор-. мации индуцирует в зонах элементарных пьезопреобразователей сигналы разной полярности (фиг. 2, Ш штрих). Взаимная компенсация электрических сигналов, индуцируемых на выходном Ьлектроде 8, встречными волнами меха| нической деформации происходит до тех пор, пока одна из механических волн не выйдет за пределы электродов k записи. Оставшаяся волна механической деформации во втором опорном периоде повторяет предыдущий результат импульсами отрицательной полярности , т.е. рабочий режим устройства длится два опорных периода.

Если же сигнал меньшего числа поступает по шине X, то разность двух чисел будет получена во втором опорном периоде. При подаче на входные шины сигналов, отображающих одинаковые числа, на выходной шине 9 электрический сигнал не появляется.

Если по одной из входных шин подавать сигнал нулевой фазоимпульсной константы, а по другой входной шине,сигналы остальных цифр, то устройство будет выполнять функцию преобразователя фазоимпульсного крда.в числоимпульсный код.

Предлагаемое вычитаюсчее устройство, включающее пластину из сегнетоэлектрического материала и систему нанесенных на ее грани электродов

проще известного, в состав которого входят логические элементы совпадения и запрета, реверсивный счетчик, дешифраторы. Кроме того, устройство дополнительно может выполнять функцию преобразования фазоимпульсного кода в число-импульсный код.

Формула изобретения

Вычитающее устройство, о т л и ч щ е е с я тем, что, с целью его упрощения, оно выполнено в виде пластины из сегнетоэлектрического материала, на противоположные грани которой с обоих ее концов нанесены две пары взаимоперекрещивающихся электродов возбуждения, между которыми на одной I грани пластины с интервалом 1 нанесе; но электродов записи (А. - длина Ьолны механической деформации, расНространяюцейся в объеме пластины, X С, где t - период тактовых импульсов; 1 - основание системы счисления) , причем электроды возбуждения, расположенные на одной грани пластины с электродами записи, соединены с входны/ли шинами устройства, а распо ложенные на противоположной грани пластины электроды возбуждения соединены с шиной нулевого потенциала устройства, выходной электрод, нанесен- ный на грань пластины, противоположную грани, на которую нанесены электроды записи, перекрывает зону расположения электродов записи и соединен с выходной шиной устройства, при этом сегнетоэлектрический материал пластины, заключенный в объемах между парами электродов возбуждения,поляризован в противоположных направлениях, а направление Поляризации сегнетрэлектрического материал|а, заключенного в объеме между электродами записи и выходным электродом совпадает с поляризацией сегнетоэлектрического материала между одной из пар электродов возбуждения.

Источники информации, принятые во В1«1мание при экспертизе

2 Авторское свидетельство СССР № U23125, кл. G Об F 7/385, 1971.

г

2

I п п п п п п п ri-y

i

e

fff. f

OriS SS7890JZ:5 $67890rZ3 I I I I II I 1 I II I ( I I I I I 1 I I I I I

till I I I I I фуг, I

J

M i I I

I I I I