Вычислительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G06G7/12 

(Sk) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для выполнения множительных и делительных операций над времяимпульсными сигналами с представ лением результата в цифровой форме. Известно вычислительное устройство, содержащее блок управления, генератор импул.ьсов, счетчики, интегратор , компаратор, инвертор, цифроуправляемый резистор, источник опорного напряжения и ключи Cl3Недостатком устройства является ограниченность его функциональных во можностей , так как оно позволяет выполнять только операции перемножения времяимпульсных сигналов. Известно также вычислительное устройство, содержащее счетчики, блок сравнения кодов, генератор импульсов элемент задержки и элементы И С2. Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные ВОЗМОЖНОСТИ, так как оно позволяет выполнять только операцию деления времяимпульсных .сигналов. Наиболее близким к предлагаемому является .вычислительное устройство, содержЭцее счетчики, первый из которых подключен счетным входом к выходу первого элемента И, а выходами к первой группе входов блока сравнения кодов, соединенного второй группой входов с выходами второго счетчика, а выходом - с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого через одновибратор подключен к шинй ввода первого времяимпульсного сигнала и к первому входу первого элемента И, соединенйого вторым входом с выходом генератора импульсов и с первым входом второго элемента И, подключенного вторым входом к шине ввода второго времяимпульсного сигнала, а выходом - к суммирующему входу второго счетчика, соединенного входом

обнуления с выходом блока сравнения кодов, причем выход первого элемента ИЛИ подключен к входу третьего счетчика, а третий вход второго элемента И через элемент НЕ соединен с шиной ввода первого времяимпульсного си|- нала 31Недостатком прототипа также являются ограниченные функциональные возможности, так как он позволяет выполнять только операцию деления времяимпульсных сигналов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет допо нительного выполнения операции умножения . Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее счетчики, первый из которых подключен смет ным входом к выходу первого элемента И, а выходами - к первой группе входов блока сравнения кодов, соединенного второй группой входов с выходами второго счетчика, а выходом - с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого через одновибра тор подключен к шине ввода первого времяимпульсного сигнала и к первому входу первого элемента И, соединенно го вторым входом с выходом генератоpa импульсов и с первым входом второ го элемента И, подключенного вторым входом к шине ввода второго времяимпульсного сигнала, а выходом - к сум мирующему входу второго счетчика, вв даны триггер, дешифратор нуля, элемент И-НЕ, второй элемент ИЛИ, третий , четвертый и пятый элементы И и управляемый делитель частоты, соединенный счетным входом с выходом треть его элемента И и с первым входом вто рого элемента ИЛИ, управляющими входами - с выходами первого счетчика, а выходом - с вычитающим входом второго счетчика, подключенного выходами к входам дешифратора нуля, а входом обнуления - к выходу четвертого элемента И, соединенного первым входом с шиной установки режима Деление, с первым входом элемента , и с первым входом пятого элемента И, а вторым входом - с первь1м входом первого элемента ИЛИ, подключенного выходом к второму входу пятого элемента И, выход которог соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом к счетному вхо ду .третьего счетчика, причем выход д

шифратора нуля соединен с первым входим триггера, подключенного вторым входом к шине ввода второго времяимпульсного сигнала, а выходом - к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым и третьим входами соответственно с выходом генератора импульсов и с шиной установки режима Умножение, а элемент И-НЕ подключен вторым входом к шине ввода первого времяимпульсного сигнала, а выхотретьему входу второго элемендом - к та И. На чертеже изображена блок-схема вычислительного устройства. Схема содержит первый счетчик 1, подключенный счетным входом к выходу первого элемента И 2, а выходами - к первой группе входов блока 3 сравнения кодов. Блок 3 соединен второй группой входов с выходами второго счетчика k а выходом - с первым входом первого .-элемента ИЛИ 5. Второй вход элемента ИЛИ 5 через одновибратор 6 подключен к шине 7 ввода первого времяимпульсного сигнала и к первому входу элемента И 2. Элемент И 2 соединен вторым входом с выходом генератора 8 импульсов и с первым входом второго элемента И 9, Подключенного вторым входом к шине 10 ввода второго времяимпульсного сигнала, а выходом - к суммирующему входу .счетчика . Управляемый делитель 11 частоты соединен счетным входом с выходом третьего элемента И 12 и с первым входом второго элемента ИЛИ 13 управляющими входами - с выходами сметчика 1 , а выходом - с вычитающим входом счетчика 4. Счетчик k подключен выходом к входам дешифратора 1 нуля, а входом обнуления - к выходу метвертого элемента И 15. Элемент И 15 соединен первым входом с шиной 16 установки механизма Деление, первым входом элемента И-НЕ 17 и с первым входом пятого элемента И 18, а вторым входом - с первым входом элемента ИЛИ 5. Элемент ИЛИ 5 подключен выходом к второму элементу И 18, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 13. Выход .элемента ИЛИ 13 подключен к счетному входу третьего сметчика 19- Выход дешифратора k нуля соединен с первым входом триггера 20, подключенного вторым входом к шине 10 ввода второго времяимпульсного сигнала, а выходом - к первому входу элемента И 12,, Второй и третий входы элемента И 12 соединены соответственно с выходом генератора Вис шиной 21 установки механизма Умножение. Элемент И-НЕ 17 подключен вторым входом к шине 7 ввода первого времяимпульсного сигнала, а выходом - к третьему входу элемента И 9.

Вычислительное устройство работает следующим образом.

Этот режим задается путем подачи разрешающего потенциала на шину 1б. При этом импульсы опорной частоты f с выхода генератора 8 проходят через элемент. И 2 в течение временного интервала Т сигнала, поданного на шину 7 (предполагается, что сигнал длительностью 12 поступающий на шину 10 превышает интервал Т), на счетчик 1, содержимое которого линейно возрастает и в момент окончания первого временного интервала становится равным N-J- Т fp . Это значение кода сохраняется до окончания процесса вычисления отношения временных интервалов.

Одновременно с вышеуказанным сигнал Т инвертируется элементом И-НЕ 17 и подается на .элемент И 9, закрывая его, в результате импульсы с выхода генератора 8 в течение первого временного интервала не проходят на суммирующий вход счетчика Ц. В момент окончания сигнала Т, на выходе одновибратора 6 формируется короткий импульс, который через элементы ИЛИ 5, И 18 и ИЛИ 13 поступает в счетчик 19. Это означает, что в интервал Тг;, уложился ОДИН временной интервал Т. Одновременно с этим отпирается сигналом с элементом И-НЕ 17 элемент И 9 и импульсы с генератора В начинают заполнять сметчик , содержимое которого увеличивается до тех пор, пока не сравняется с кодом, накопленным в счетчике 1. В момент сравнения кодов на выходе блока 3 формируется импульс, который проходит через открытый элемент И 15 и обнуляет счетчик U, а также проходит через элементы ИЛИ 5, И 18 и ИЛИ 13 и заносится в счетчик 19- Это означает, что в интервал Т2 уложился второй интервал длительности Т.

Далее содержимое счетчика k вновь начинает увеличиваться до следующего совпадения с кодом счетчика 1.

Последующая совокупность действий протекает аналогично вышеописанному до окончания сигнала длительности Т, при этом элемент И 9 запирается, а в счетчике 19 образуется код, равный целой части отношения Т2/Т, а в счетчике Ц - остаток от деления.

Этот режим задается путем подачи разрушающего потенциала на шину 21. Одновременно устанавливается в нулевое положение триггер 20. Далее в течение времени равного длительностям Т и 1у, счетчики 1 и Д считают импульсы с выхода генератора 8. В момент времени окончания интервала Ткод счетчика 1; по которому устанавливается коэффициент деления делителя 11 частоты, равен N т . В момент времени окончания интервала Т2 и переключения триггера 20 в единичное положение (по заднему фронту сигнала Т) код счетчика равен N-,. T,-fp.

После переключения триггера 20 сигнал с его выхода открывает элемент И 12 и импульсы с генератора 8 проходят через элемент И 12 на первый вход элемента ИЛИ 13 и на счетный вход делителя 11 частоты. Импульсы с выхода делителя 11 частотой fo/N т поступают на вычитающий вход счетчика k, уменьшая его содержимое. Одновременно с этим импульсы с выхода элемента ИЛИ 13 заполняют счетчик 19- В момент обнуления счетчика k срабатывает дешифратор 1 и переключает триггер 20 в нулевое положение, при котором закрывается элемент И 12 и прекращается поступление импульсов на делитель 11 и счетчик 19. Время, в течение которого триггер 20 находился в единичном состоянии, равно

т.тc

At

За это время в счетчике 19 будет образован код

N At-fo ,.

т. е. код, пропорциональный произведению двух времяимпульсных сигналов Txj и Tj .

Таким образом, предлагаемое выполнение вычислительного устройства позволяет по сравнению с прототипом выполнять не только операцию деления времяимпульсных сигналов, но и операцию перемножения этих сигналов с представлением результата в цифровой форMe, т. e. расширяет функциональные возмож мости уст рой ства.

Формула изобретения

Вычислительное устройство, содержащее счетчики, первый из которых подключен счетным входом к выходу первого элемента И, а выходами - к первой группе входов блока сравнения кодов, соединенного вторрй группой входов с выходами второго счетчика, а выходомс первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого через одновибратор подключен к шине ввода первого времяимпульснрго сигнала и к первому входу первого элемента И, соединенного вторым входом с выходом генератора импульсов и с первым входом второго элемента И,подключенного вторым входом к шине ввода второго времяимпульсного сигнала, а выходом - к .суммирующему входу второго счетчика, о тличающе.ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет дополнительного выполнения операции умножения, в него введены триггер, дешифратор нуля, элемент И-НЕ, второй элемент ИЛИ, третий и четвертый и пятый элементы И и управляемый делитель частоты, соединенный счетным входом с выходом третьего эле.мента И и с первым входом второго элемента ИЛИ, управляющими входами - с выходами первого счетчика, ..а выходомс вычитающим входом второго счетчика, подключенного выходами к входам дешифратора нуля, а входом обнуления -. к выходу четвертого элемента И, соединенного первым входом с шиной установки режима Деление, с первым входом элемента И-НЕ и с первым входом пятого элемента И, а вторым входом - с первым входом первого элемента ИЛИ, подключенного выходом к второму вхо-. ду пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом к счетному входу третьего счетчика, причем выход дешифратора нуля соединен с первым входом триггера, подключенного вторым входом к шине ввода второго времяимпульсного сигнала, а выходом - к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым и третьим входами соответственно с выходом генератора импульсов и с шиной установки режима Умножение, а элемент И-НЕ подключен вторым входом х шине ввода первого времяимпульсного сигнала, а выходом - к третьему входу второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 698006, кл. G Об G 7/16, 1976 (прототип) .