Число-импульсный квадратичный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06F7/552 

(54) ЧИСЛО - ИМПУЛЬСНЫЙ КВАДРАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

-- 1 .-

Изобретение отноеится к вычислительной и импульсной технике, предназначено для преобразования числа импульсов в-двоичный код квадрата числа импульсов, и может быть использовано в функ оиоиальных устройствах ввода информа.шш. -. . . ., : . . .. - --

Известен преобразователь, обеспечивающий получение на выходе двоичного . Еода, пропорционального квадрату числа импульсов, поступивших на входы, со{Держашяй два счетчика, группу элементов И и цепочку последовательно сое диненных элементов задержки. При этом входы цепочки элементов задержки в первого счетчика объединены. Выхоцы разрядов первого счетчика через элемевты И подкйючены к соответствующим разрядам второго счетчика. Вторые входы элементов И соединены с соответс вующими выходами цепочки элементов задержки Cll .

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее ключ, первый и второй двоичные счетчики, первый из котоо рых соединен с выхоа %( ключа, группу элементов задержки, группу элементов И. При этом единд ные выходы разрядов первого счетчика соединены с первыми входами элемента И, вторые вхопы которых связаны с входом, устройства через элементы задержки. Счетный вход второго двоичного счётчика соединен непосредственно со входом устройства. Счетные входы триггеров второго C4etv. чика соединены с выходами ёлементов И С23 .

Недостатком известного устройства является повыщенный объем аппаратур ных затрат.

Целью изобретшгая яышется упроще ние преобразователя за счет сокрашеивя используемого оборудования.

Поставлениая цель достигается тем, что в чисяономпульсный квадратичный 3 преобразователь, содержащий два счет чика, ключ, группу элементов задержки, группу элементов И и элемент И, причем вход тактовых импульсов преобразователя соединен с информационным входом ключа, выход которого соединен с входом первого элемента задержки группы, выход i - го, i 1,2. . . . элемента задержки группы (где i - ко личество разрядов первого счетчика) соединен с входом ( i + 1)-го элемента задержки группы и первым входом i - элемента И группы, второй вход которо го соединен с выходом i -го разряда первого счетчика, выход i -го элемента И группы соединен со счетным входом i - го разрада второго счетчика, содержит два последовательно соединенных триггера, причем выход ключа соединен со счетным входом первого разряда второго счетчика, выход Второго разряда которого соединен через элемен задержки со счетным входом первого счетчика, вход тактовых импульсов преобразователя соединен с входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И и выходом первого разряда результата преобразователя, выходы второго и третьего разрядов которых соединены соответственно с шиной нулевого потенциала преобразователя и выходом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера и управляющим входом ключа, вуходы преобразователя, начиная с четвертого, являются выходами второго счетчика. На чертеже представлена блок - схе ма преобразователя. Число - импульсный квадратичный преобразователь содержит ключ 1, триггер 2; ключа, элемент И 3 ключа, счетчики 4 и 5, группу 6 элементов задержки, группу 7 элементов И, элемент И 8 и элемент 9 задержки, триггеры 1О и 11. Преобразователь работает следующим образом. С помощью двух триггеров Ю и 11 и элемента И 8 производится соответст вующее преобразование пар нечетного .и четного импульсов согласно таблице (нетрудно убедиться, что для любых чисел импульсов 2-й разряд выходного кода квадрата чисел будет всегда равен нулю). S Алгоритм вычисления квадрата Имеет А + В + С, Р о или . О, если Р - нечетное число; (2) 1, если „ 4, если (Здесь и далее операция j-f.cooTBeTCTвует целой части числа). В, 8 i:(P-2), для .(3), С 8 ,Е1 для Р , 7..4). Из описанного алгоритма преобразования с учетом (2) - (4) видно, что слагаемые в(1)А, ВиС вычисляются одновременно. Перед началом работы устанавливаются в исходное состояние (вход начальной установки не показан) триггер 2 ключа 1, триггеры 10 и 11 и счетчики 4 и 5. Первый счетный импульс, поданный на вход преобразователя, переводит единичное состояние триггера Ю. При. этом вход ключа 1 блокирован выходом триггера 2. В момент поступления второго счетного импуяьса триггер 10 возвращается B исходное состояние и срабатывает второй триггер 11. В результате на выходе элемента И 8 формируются потенциалы, обеспечивающие наличие логической единицы на его выходе. По перепаду потенциала на выходе второго триггера 11 срабатывает триггер 2 и разрешает прохождение счетных импульсов через ключ 1. Таким образом, теперь ключ 1 разрешает поступление всех счетных импульсов, поступающих одновременно на счетный вход первого разряда счетчика 5 и на вход последовательно включенных элементов 6 задержки. Задержанный счетный импульс не проходит через элементы 7, так как их управляющие входы блокированы выходами разрядов счетчика 4, Нетрудно видеть, чот два триггера 10 и 11 работают, по существу, в режиме деления частоты, аналогично работают до момента прихода седьмого счетного импульса и два первых триггера младших разрядов счетчика 5. По шестому счетному импульсу формируется сигнал переноса на выходе второго триггера счетчика 5, который через элемент 9 задержки поступает на счетный вход триггера первого разряда счетчика 4 и устанавливает его в единичное состояние, тем самым раз- рещает поступление задержанного с помощью элемента 6 счетного импульса на вход 5, Седьмой счетный импульс, поступающий одновременно на вход первого триг гера 10 и вход счетчика 5, пройдя эл& мент задержки 6, через элемент И 7 поступает повторно па вход счетчика 5. Так как до момента прихода седьмого импульса на вход счетчика 5 через клю 1 поступило четыре импульса, то непосредственно в момент прихода седьмого импульса их будет пять, шестой поступит с выхода элемента 7. Таким образом, пять счетных импульсов поступили со входа устройства через ключ 1, щестой - по цепи из элемента б задержки и элемента 7 , управляющий вход которого открыт сигналом с выхода триггера первого разряда счетчика 4. Нетрудно.видеть, что как и седьмой, последующие три счетных импульса поступают на вход третьего триггера счетчика 5 дважды: непосредственно в момент прихода каждого из них на вход преобразователя и с задержкой через упомянутую цепочку элемент задержки 6,( - элемент И 7. В момент поступления десятого счетного импульса на вход преобразователя (восьмого - на входе счетчика 5) на :выходе второго триггера счетчика 5 повторно формируется сигнал переноса (как и первый раз по шестому) четвертому - на входе счетчика 5 (счетному импульсу), который через элемент 9 . задержки поступает на вход триггера первого разряда счетчика 4. Таким образом, в счетчике 4 записывается код числа два, т.е., теперь в единичном состоянии находится триггер второго разряда счетчика 4 и разрещает поступление задержанного с помощью элементов 6 и 62 счетного импульса на вход второго триггера счетчика 5. Следовательно, к числу импульсов, поступивших на вход счетчика 5 с запаздыванием, определяемым группой элементов задержки, добавляется число, записанное в счетчике 4. При этом в счетчике 4 код числа увеличивается на единицу на каМщый квартет счетных импульсов, начиная с щестого, из числа поступивщих на вход преобразователя. Код счетчика 4 определяет количество добавляемых задержанных импульсов в соответствующие разряды счетчика 5. Число импульсов, поотупивщих на вход счетчика 4 за время поступлений на вход преобразователя числа X счетных импульсов, в общем виде можно записать ИЛИ ДЛЯ , 2% При этом разрядность двоичного счетчика можно записать в виде mc.x 42j44 «Я-2- (f) К2Х Нетрудно .видеть, что в известном устройстве, обеспечивающем возведение в квадрат максимального числа X 2 - 1 счетных импульсов, разрядность выходного счетчика равна 2. Разряд ность другого двоичного счетчика, обес- печивающего подсчет числа , исключая первый счетный импульс, равна с, Предлагаемое устройство требует меньщего количества оборудования, чем известное устройство, причем, чем меньще количество разрядов, тем больще выигрыш. Сравнения характеристик этих устройств по количеству оборудования дают следузбщий выигрыш 3 13 , где с - разрядность представления аргумента, полагая, что счетный триггер по оборудованию эквивалентен 6 приведенным элементам: И, RS -триггер эквивалентен 2 приведенным элементам, а элемент задержки эквивалент 1 приведенному элементу И. 123 Число импульйов на входе преобразователя

Число-импульсный квадратичный пре-образователь, содержащий два счетчика, ключ, группу элементов задержки, группу эяемвгтов И и элемент И, причем вход тактовых импульсов преобразователя соединен с информационным входом ключа, выход которого соединен с входом первого элемента задержки группы, выход (- го, i 1,2. ... элемента задержки группы (где 1 - количество разрядов первого счетчика) соединен с входом ( i 1)-го элемента задержки группы и первым входом 1-го элемента И группы, второй вход которого соединен с выходом - го разрада первого счетчика, выход .t- го элемента И группы соединен со счетным входом i-ro разрада второго, отличающийся тем, что, с цепью упрощения устройства, оно содержит два последовательно соединенiibix триггера причем выход ключа со. динен со счетным входом первого разряряда которого соединен через элемент задержки со счетным входом первого счетчика, вход тактовых импульсов пр&образователя соединен с входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И и выходом первого разряда результата преобразователя, выходы второго и третьего разрадов которого соединены соответственно с шиной нулевого потенциала преобразователя и выходом элемента И, второй вход которо-го соединен с выходом второго триггера и управляющим входом .ключа, выходы преобразователя, начиная с четвертого,, являются выходами второго счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР № 315295, кл. Н 03 К 23/02, 1970 (прототип). 456789 10

/

Nx

Вшод