Вычислительное устройство

 

1. ИМИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО/ содержащее упр|1вляемый генератор прямоугольных импульсов, подключенный входом .управления длительность{о импульсов к шИне ввода первого аргумекта , a входом управления длят&яьярс ью пауз между импульсами - к ишне вв(ша второго аргумента, о т л и ч a ю (ц ё е с я тем, что, с целью пов1 111ения точности вычисления отнсяиения t ( в устройство дополнительно введены элементь И, счетчики, генератор товых 1шпульсов, блок сравнения кодов , триггеры, элемент задержки и узел блокировки, соединенный песшым входой с первым входом первого элемента И и с прямым выходом управляемого генератора прямоугольных импульсов, подключенного инверсньм BmogotoM к первому входу второго элемента И, соединенного выходом ро счетюм входом первого счетчяка a вторым входом - с выходом reiiepaToiHt тактовых импульсов и о в торым вхрпон первого элемента И, выхсщ псяключен к счетнс «у входу вторЬхчэс чеФчйка, соединенного выхода1да разГрядов с первой группой вхЬдое.влсйкас Й1«неиия кодов, подключенного группой входов к выходам разрядов счетчика, a выхсздом - к вервр Bxoiety третьего элемента И, выход Kotbporo является выходом модуля рёзульт&фа устройства и соединен с входакй о в1кулвяия счет - S чиков J втб1кш вхоясм уэла бяок1фов -Щ ки, входом эадеряжн и с ift-входом первого тригрврауподкяЬченногр S-входом к vaxofcif узла вломфовки , прямым выходом - к третьего элемента И« a яйведх:н1А вывы- I ходом - к второго «рЯбРГера, 5 выход которого яшвяефся АЕКОДОМ эна- Г ка peзyльтai a ус1рдйства, R-шссзд соединён с вьасодон элемента задержки, a D-вход с; вБосолнсж пед«апояиеяая ; второго счё7Ч1 а и с ретьнм входом узла блокировки, поякяюпенйого четBepTfeDt вхсвом к вшоду переполнения первого .

. ЬЯ@Ф .. с ГСБОЗиля

ЩАТ<=. с! 0-ТЕ1(НИИКАЯ бкбяиотона MGA..SU„.101 792 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

34ПФП

РЕСПУБЛИК

9Щ) G 06 G 7/12У G 06 J. 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ СССР .

По ДЕЛАМ ИЗОВРЕ ЕНИЙ И ОтнРЫтИй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТЕУ (21) 3352131/18-24 подключенного нйверснввс выходам ic (22) 23.10.81 . первому входу второго элемента И, (46) 07.05.83..Бюл. « 17 . . .соединенного выходом-со счетньвс вхо(72) О.н.партала дом первого Фчетщаса, а вторва» вио(53) 681.335(088.8) . дом - c -выходом генератора тактовых .(56) 1. Авторское свидетельство ссср импульсов и е вторйм вхсИом первого

В .579628, кл. G 06 G 7/161, 1976. элемента К, выход которого исщключен

2. Патент Францйи В 2138206, . к счетному входу второго счетчика, кл. G 06 G 7/00, опублик. 1973. соединенного выходами разрядоз c,пер3. Авторское свидетельство:CGQP, -вой группой .входов.блуа сравнения

В 640313, кл. G 06 G 7/12, 1977 кодов, подключенного «торей группой (прототип) . . . входов к выходам разрядов. счетчика, (54)(57) 1. Вычислительное устройст- а выходом — к первому входу третьего

В0, содеРжащее управляемый-генератор элемента и, выход которого является . прямоугольных импульсов, подключенный выходом модуля .результата устройства входом, управления длительностью им и соединен с входавси обиулеийя аЧетпульсов к шине ввода первого аргумеи-. чиков: вторым входсв» узла биокиров" 3 та, а входом управления длительностью . ки, в1Одом элезсента задержки и с пауз между импульсами. — к шине ввсща- R-.входомпервоготриггера йщ кнЬченвторого аргумента, о т л и ч а ю — - :ного 5-входам к выходу уэда юкирезц е.е с я тем, что, с целью повцшеиия :кн,пряьа»мвыходом- s втОрому.. Входу x-ì: третьего элемвита И, а-инверсным sat-, точности вычисления отношения

° \ точности Вычисления отношенн в устройство дополнительно введены выход которого валяется «нксщом энаэлементй И,- - счетчики, . гейератор так=-.; ка результата устрсжства, В-«исщ сое: товых ймпульсов,:блок сравнения ко- динен а выхсщем эл@мейта задеркки дов, триггеры, элемент задержки и . а 0-вход -. с ванюдои переполнения узел блокировки, соединенный .первым : . второго счетчика и с третьим вхощос» входом с первым входом первого элемен- узла блокйравки, псщклвченного четта H и.а прямым выходом управляемого вертьв» в ищем к выхеду переполнения генератора прямоугольных .импульсов, первого счетчика.,1016792

2. Устройство по п. 1, о ч а ю щ е е с я тем, что узел блоки" ровки содержит элемент ИЛИ, триггер, элемент И и формирователь импульсов, подключенный входом к первому входу узла блокировки, а выходом — к первому входу элемента И, соединенного

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам вычисления отноХ-> щения „ . положительных значений х+ аргументов х и > с представлением результата вычисления в частотно-им» пульаной форме.

Известно устройство для вычисления отношения, содержащее генератор тактовых импульсов, элемент задержки,, элемент И, счетчики и блок сравнения кодов (1).

Недостатком устройства является . ограниченные функциональные возмож ности

Известно вычислительное устройство, содержащее суммирующий и вычитающие блоки, блоки логарифмирования и .фильтР (21 ° 20

Недостатком данного устройства является пониженная точность вычислех -v . ния отношения х при ó из-за or. раниченности динамического диапазона блоков логарифмирования.

Наиболее близким к предлагаемому является вычислительное устройство, содержащее управляемый генератор прямоугольных импульсов, подключенный входом управления длительностью импульсов к шине ввода первого аргумента, входом управления длительностью пауз между импульсами - к шине ввода

" второго аргумента, а выходом - к входу фильтра, соединенного выходом с входами двух пиковых детекторов., подключенных выходами к входам выходно-. го сумматора (31, Недостатком этого устройства является пониженная точность вычисления

Х- отношения " .

x+v, Цель изобретения - повышение точ-, Х-3 ности вычисления отношения †„ „,ц для достижения поставлейной цели в вычислительное устройство, содержащее, управляемый генератор прямоугольных импульсов, подключенный входом управления длительностью импульсов к шине ввода первого аргумента, а выходом с выходом узла блокировки, а вторым входом — с выходом триггера, подключенного R-входом к второму входу узла блокировки, а С-входом -. к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены с третьим и четвертым входами узла блокировки. входом управления длительностью пауз между импульсами — к шине ввода второго аргумента, дополнительно введены элементы И, счетчики, генератор тактовых импульсов, блок сравнения кодов, триггеры, элемент задержки и узел блокировки„ соединенный первым входом с первым входом первого элемента И и с прямым выходом управляемого генератора прямоугольных импульсов, подключенного инверсным выходом к первому входу второго элемента И, соединенного вы ходом со счетным входом первого счетчика, а вторым входом — с выходом генератора тактовых импульсов и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, соединенного выходами разрядов с первой группой входов блока сравнения кодов, подключенного второй группой входов к выходам .разряда первого счетчика, а выходом— к первому входу третьего элемента И, выход которого является выходом модуля результата устройства к соединен с входами обнуления счетчиков, вторым входом узла блокировки, входом элемента задержки и с В-входом первого триггера, подключенного S-входом к выходу узла блокировки, прямым выходом — к второму входу третьего элемента И, а инверсным выходом — к

С-входу второго триггера, выход которого является выходом знака результата устройства, R-вход соединен с выходом элемента задержки, а D-вход " с выходом переполнения второго счетчика и с третьим входом узла блокировки, подключенного четвертым входом к выходу переполнения первого счетчика.

При этом узел блокировки содержит элемент ИЛИ, триггер, элемент И и формирователь импульсов, подключенный входом к первому. входу узла блокировки, а выходом — к первому входу элемента И, соединенного выходом с выходом узла блокировки, а вторым входом - с выходом триггера, подклю-ченного Н-входом к второму входу узда блокировки, а С-входом — к выходу рлемента ИЛИ, входы которого соеди.1016792

I иены с третьим и четвертым входами циональна аргументу х, а длительузла блокировки. ность Т„пауз — аргументу у:

На фиг. 1 изображена блок-схема т, = 1сх х вычислитель ного ус тройств а; на фиг . 2 — схема узла блокировки. <.у = 1су

Вычислительное устройство содержит управляемый генератор 1 прямо- где к — коэффициент пропорциональносугольных импульсов, подключенный вхоти. Импульсы с прямого и инверсного дом управления длительностью импульвыходов генератора 1 поступают на сов к шине ввода первого аргумента к, а входом уп1.авления длительностью первые входы элементов И 4 и 5 соотпауз между импульсами — к шине ввода ветственно, на вторые входы которых второго аргумента у . Узел 2 блокиров- поступают импульсы опорной частоты

f генератора 7 тактовых импульсов. ки соединен первым входом 3 с первым входом первого элемента И 4 и с пря- На выходах элементов И 4 и 5 селектируются пачки импульсов опорной часмым выходом управляемого генератора 15 тоты. Количество импульсов в пачке

1, подключенного инверсным выходом на выходе элемента И 4 равно n=kxf« к первому входу второго элемента И 5. т-" о

Элемент И 5 соединен выхсдом со счетным входом первого счетчика б, а вто-.

Период и частота Й

П р д импульсов управляемого !генератора 1 рым входом — с выходом генератора 7

О соответственно равны тактовых импульсов и со вторым входом элемента И 4. Элемент И 4 подклю- „= „ ""q = ) 1 + ), .чен выходом к счетному входу второго счетчика 8, соединенного выходами f т разрядов с первой группой входов бло- с(х+у) ка 9 сравнения кодов, подключенного . Пачки импульсов с выходов элеменвторой группой входов к выходам раз- тов И 4 и 5 поступают на счетные вхорядов счетчика б, а выходом — к пер- ды счетчиков 8 и 6 соответственно. вому входу третьего элемента И 10. Счетчики осуществляют суммирование

Выход .элемента И 10 является выходом приходящих импульсов.

11 модуля результата и соединен с ЗО Процесс счета в каждом из счетчивходами обнуления счетчиков 6 и 8, ков идет следующим образом: число в вторым входом 12 узла 2 блокировки, счетчике увеличивается от нуля до К входом элемента 13 задержки и с (где И вЂ” емкость счетчика), затем паR-входом первого триггера 14. Триг- дает до нуля (при переполнении счетчигер 14 подключен S-входом к выходу 35 ка), снова нарастает до N н т.д,. В узла 2 прямым выходом — к второму Моменты совпадения чисел счетчиков

I входу элемента И 10, а инверсным вы- б и 8 (кроме нулевых состояний счетходом — к С-входу второго триггера чиков) на выходе блока 9 сравнения

15, выход которого является вьптодом формируется импульс. Такое совпаде16 знака результата устройства. Триг-40 ние наступает при разных скоростях гер 15 соединен R-входом с выходом счета за время Ту. При совпадении чиэлемента 13 задержки, à D-входом — с сел, число предыдущих проходов выходом переполнения счетчика 8 и с (

2 блокировки может быть выполнен, на- счетные входы счетчиков 6 и 8 эа. speпример, содержавшим (фиг. 2) элемент мя Ту отличается íà N. Если за время

ИдИ 19, тРиггеР 20, элемент И 21 и Ту пРошло ш пеРиодов УпРавлЯемого геформирователь 22 импульсов, подклю- 5О нератора 1, то из оотношений ченный входом к первому входу 3 узла Т, =тъ К (х+у);

2, а выходом — к первому входу эле» -mn =М=тФЕ (õ „) мента И 21. Элемент И 21 соединен вы- »1 ттщ2 — =тт О х-ъ ходом с выходом узла 2, а вторым вхо- следует дом — с выходом триггера 20, подклюTTl И ченного R-входом к второму входу 12 М )х-у)

О узла 12, а С-входом — к выходу элемента ИЛИ 19. Входы элемента И 19 Тогда частота f,,õ m yJlbcoP на в осоединены с третьим и четвертым вхо- де блока 9 сравйейня равна дами 17 и 18 узла 2 блокировки.

Устройство работает следукшим об- М

f разом. М к+у

Уп авляемый генератор 1 формирует

Управляемы р т.е. будет пропорциональна модулю з льтата вычисления. Энак результапоследовательность прямоугольных им- т.е. Удеъ про пульсов фиксированной амплитуды, при - резу этом длительность а, импульсов пропор-65 та формируется на триггере 15..1016792

После запуска триггера 14 работа узла 2 становится несущественной, так как она не влияет на состояние триггера 14 до тех пор, пока не появится импульс равенства кодов на выходе 11 устройства. После этого работа узлов устройства начинается сначала.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет повысить точность вычисления за счет практически полного использования цифровых элементов. Дополнительным преимуществом устройства является формирование выходного результата в виде частоты следования импульсов, что позволяет более точно определить результат, например, с помощью цифрового частотомера.

Если x)y, то счетчик 8 заполняется быстрее, чем счетчик 6, и импульс переполнения с его выхода поступает на информационный D-вход триггера 15, устанавливая триггер в единичное состояние, которое сохраняется до момен- 5 та появления импульса равенства кодов счетчиков б и 8. Если же счетчик б заполяется быстрее счетчика 8, то триггер 15 не переключается и хранит нулевое состояние в течение всего вре10 мени. Такой .режим работы триггера 15 обеспечивается подачей импульса логической 1 на его С-вход .с инверсного выхода триггера 14 в течение времени от начала интервала Т до ойон- IS чания первого прохода наиболее быстро заполняющегося из счетчиков

6и8 °

Режим работы триггера 14 задается узлом 2, который предназначен для 7п блокировки элемента И 10 на время первого прохода наиболее быстро заполняемого счетчика из счетчиков б и 8, что позволяет исключить явление конкуренции счетчиков 6 и 8 на первом проходе (исчезновение конкуренции после первого прохода обеспечивается за счет выполнения условия п1»2) @ .

Узел 2 работает сЛедукащм образом. З»

Импульс переполнения счетчика 8 поступает на третий вход 17 узла 2, а импульс переполнения .счетчика 6 на четвертый вход 18 узла 2. Эти им пульсы, проходя через элемент ИЛИ 19, поступают на С-вход триггера 20. На выходе триггера 20 появляется напряжение логической 1 при появлении импульса переполнения любого из счетчиков б и 8. Формирователь 22 формирует короткий импульс по приходу по- 40 . ложительного фронта, импульса с управ ляемого генератора 1. Если на выходе триггера 20 в этот момент есть напряжение логической 1, то импульс с выхода формирователя 22 проходит че- 45 рез элемент И 21 на выход узла 2 и переключает триггер 14 в единичное состояние.

В процессе работы устройства воз можны три режима. 50

4)Если х>у, тогда счетчик 8 переполняется первым и запускает триггер:

20 узла 2 и устанавливает по D-входу .триггер 15 и единичное состояние (так как на С-входе триггера 15 есть 55 1 с инверсного выхода триггера

14, который к моменту поступления импульса переполнения счетчика 8 был обнулен). Первый же импульс генератора 1 через формирователь 22 и элемент

И 21 запускает триггер 14. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 14 открывает элемент И 10, разрешая прохождение импульсов равенства кодов с выхода блока 9 на выход 11 устройства., а нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 14 поступает на

С-вход триггера 15, фиксируя его единичное состояние, соответствующее положительному знаку результата на выходе 16 устройства. Импульс равенства кодов, появляющийся на выходе элемента И 10, возвращает в исходное состояние счетчики б и 8, триггеры

l4 и 20 и через элемент 13 задержкитриггер 15. б)Если хну, то счетчики 6 и 8 переполняются почти одновременно, т.е. в пределах длительности одного периода генератора 1. Поэтому триггер 20 успевает сработать два раза и на его выходе к моменту прихода очередного импульса с формирователя 22 будет лоrè÷åñêèé . 0 . Элемент И 21 закрыт, соответственно закрыт и элемент И 10 и на выходе 11 устройства импульсов не будет до тех пор, пока импульсы переполнения счетчиков б и 8 не разойдутся Во времени больше чем на период генератора 1.

8)Если хну, то работа происходит аналогично режиму х>у за исключением того, что триггер 14 запускается раньше, чем появляется импульс переполнения счетчика 8, а следовательно, триггер 15 остается в нулевом состоянии, соответствукщем отрицательному знаку результата на выходе

16 устройства.

1016792

Составитель С.Казинов

Редактор Е.Лушникова Техред С.Мигунова Корректор И.Шароши

Заказ 3387/48 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4