Аналого-цифровой инкрементный квадратор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН .

y(SING 06G7/20; 006 J 300

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,. т

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3492655/18-24 (22) 17.09.82 (46) 30. 11.83. Бюл. М 44 (72) В.П.Боюн (71) Ордена Ленина институт кибер" нетики им. В.М-.Глушкова (53) 681 335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство CCCP

0 781851, .G Q6 J 3!00, С 06 Р7/38, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

N 898447, кл. G 06 6 7/20, 6 06 J 3/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 365830, кл. H 03 K 13/17, 1971 (прототип). (54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ИНКРЕМЕНТНЫЙ КВАДРАТОР, содержащий следящий аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к входу аргумента квадратора, и основной накапливающий сумматор, выходы разрядов которого являются цифровым выходом квадратора, а информационные входы соединены с выходами блока сдвига кода, причем следящий аналого-цифровой преобразователь содержит генератор импульсов, нуль-орган и цифро- - аналоговый преобразователь, о т л ич а ю щ и .й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен шифратор, а следящий аналого-цифровой преобразователь содержит вычитающий узел, накапливающий сумматор, приоритетный блок и группу пороговых элементов, подключенных входами к выходу вычитающего узла следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами — к информационным входам

„„SU„„1057965 A приоритетного блока следящего аналого цифрового преобразователя, соединенного стробирующим входом с первым выходом генератора импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя со стробирующим входом нуль-органа следящего аналого-цифрового преобразова-, теля, а выходами - с входами шифратора и с информационными входами накапливающего сумматора следящего аналого-цифрового преобразователя, подключенного стробирующим входом к второму выходу генератора импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя, входом управления знаком суммирования - к выходу нуль-органа следя" щего аналого-цифрового преобразователя и к входу управления знаком суммирования основного накапливающеro суииатора, выходами разрядов кода модуля суммы - к информационным входам блока сдвига кода, а выходами всех разрядов к входам цифроаналогового преобразо- у а . вателя следящего аналого-цифрового { 3 преобразователя, соединенного выходом ©д с первым входом вычитающего узла сле- а 1 дящего аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого является информационным входом следящего аналого-цифрового преобразователя, а вы" ход подключен к входу нуль-органа следящеro аналого-цифрового преобразователя, причем третий выход генера" тора импульсов следящеro аналого-цифрового преобразователя соединен со стробирующим входом основного накапливающего сумматора, а выходы шифратора подключены к управляющим входам блока сдвига кода.

1 10579

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может най-,.

1 ти применение для возведения аналого"

Ю вых сигналов в квадрат с представлением результата в цифровой Форме.

Известен аналого-цифровой квадра" тор, содержащий компаратор, цифроаналоговый преобразователь, генератор импульсов, счетчик, элемент И и накапливающий сумматор f 1 3 . 1О

Известен аналого-цифровой квадра" тор, содержащий генератор импульсов, делители частоты, генератор линейно изменяющегося напряжения, нуль-орган, клянчи, распределитель импульсов, эле. мент ИЛИ и счетчик 2 3 °

Недостатком известных устройств является пониженное быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ана gg лого-цифровой инкрементный квадратор, содержащий следящий аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к аналоговому входу. аргумента- квадратора, и основной накапливающий сумматор, Выходы разряДОВ КОТОРОГО ЯВЛЯЮТСЯ ЦИФРОВЫМ ВЫХОДОМ инкрементного квадратора, а информационные входы соединены с выходами блока сдвига кода, причем следящий аналого"цифровой преобразователь содержит генератор импульсов, нуль-орган, цифроаналоговый преобразователь, регистр, группу элементов И и распределитель импульсов, подключенный вхо35 дом к выходу генератора импульсов сле дящего аналого-цифрового преобразователя и к управляющему входу блока сдвига кода, а выходами - к единичным установочным вхсдэм регистра следяще- 4О го аналого-цифрового преобразователя, информационным входам блока сдвига кода и основного накапливающего сумматора и к первым входам элементов И группы следящего аналого-цифрового преобразователя, соединенных вторыми выходами с первым выходом нуль-органа, а выходами - с нулевыми установочными входами регистра следящего аналого-цифрового преобразователя, подключенного выходами к входам цифроаналогового преобразователя следящего аналогоцифрового преобразователя, соединенного.выходом с первым входом нуль-орагау следящего аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого является информационным вхо дом следящего аналого" цифрового преобразователя, а второй выход подклюб5 2 чен к стробирующим Входам блока сдви га кода и основного накапливающего сумматора.

Недостаток устройства заключается в пониженном быстродействии.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Для достижения цели в аналогоцифровой инкрементный квадратор, содержащий следящий аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к входу аргумента квадратора, и основной накапливающий сумматор, выходы разрядов которого являются цифровым выходом квадратора, а информационные входы соединенй с выходами блока сдвига кода, причем следящий аналого-цифровой преобразователь содержит генератор импульсов, нуль-орган и цифроаналоговый преобраВ зователь, введен шифратор, а.следящий аналого-цифровой преобразователь содержит вычитающий узел, накапливающий сумматор, приоритетный блок и группу пороговых элементов, подключенных входами к .выходу вычитающего узла следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами - к информационным входам приоритетного блока следящего аналого-цифрового преобразователя, соединенного стробирующим входом с первым выходом генератора импульсов следящего аналого-цифрового преобраФ зователя и со стробирующим входом нуль-органа следящего аналого-цифрового преобразователя, а Выходами - с входами шифратора и с информационными входами накапливающего сумматора сле" дящего аналого-цифрового преобразователя, подключенного стробирующим входом к второму выходу генератора импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя, входом управления знаком суммирования - к выходу нульоргана следящего аналого-цифрового преобразователя и к входу управления знаком .Суммирования. основного накапливающего сумматора, выходами разрядов кода модуля суммы - к информационным входам блока сдвига кода, а выходами;всех разрядов - к входам цифро. аналогового преобразователя следящего, аналого-цифрового преобразователя, соединенного выходом с первым входом, вычитающего узла следящего аналого-, цифрового преобразователя, второй вход которого является информационным входом следящего аналого-цифрового преобразователя, а выход подключен к входу

3 1057965 4 мяти.

55 нуль-органа следящего аналого-цифрового преобразователя, причем третий выход генератора импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя соединен со стробирующим входом основ5 ного накапливающего сумматора, а выходы шифратора подключены к управляющим входам блока сдвига кода.

На чертеже изображена блок-схема аналого-цифрового инкрементного квад- 10 ратора.

Устройство содержит следящий аналого-цифровой преобразователь 1, шифpclTop 2, основной накапливающий сумматор 3 и блок 4 сдвига кода. Преобразователь 1 содержит генератор 5 импульсов, нуль-орган 6, цифроаналоговый преобразователь 7, вычитающий узел 8, накапливающйй сумматор 9, приоритетный блок 10 и группу порого- 0 вых элементов 11. Пороговые элементы

11 подключены входами к выходу вычитающего узла 8, а выходами - к инфор" мационным входам приоритетного блока

1О, соединенного стробирующим входом с первым выходом генератора 5 импульсов и со стробирующим входом нуль-органа 6, а выходами — с входами шифратора 2 и с информационными входами накапливающего сумматора 9, Сумматор

9 подключен стробирующим входом к второму выходу генератора 5 импульсов, входом управления знаком суммирования к выходу нуль-органа 6 и к входу управления знаком суммирования основного накапливающего сумматора 3, выходами разрядов кода модуля суммы - к информационным входам блока 4 сдвига кода, а выходами всех разрядов (включая знаковый )- к входам цифроаналогового преобразователя 7. Выход преобразова40 теля 7 соединен с первым входом вычитающего узла 8, второй вход которого является информационным входом следящего аналого-цифрового преобразователя 1, а выход подключен к сигнальному входу нуль -органа 6. Третий выход re нератора 5 импульсов соединен со стробирующим входом основного накапливающего сумматора 3, выходы разрядов которого являются цифровым выходом 12 инкрементного квадратора, а информационные входы подключены к выходам блока 4 сдвига кода, соединенного управляющими входами с выходами шифрато. ра 2. Информационный вход следящего аналого-цифрового преобразователя 1 подключен к входу 13 аргумента квадратора, а вход 14 запуска квадратора соединен с управляющим входом генератора 5 импульсов и входами обнуления накапливающих сумматоров 3 и 9.

Аналого-цифровой инкрементный квадратор работает следующим образом.

Сигнал по входу запуска осуществляет обнуление сумматоров 3 и 9 и запуск генератора 5 импульсов, который начинает выдавать по первому выходу основную серию импульсов, по второму выходу - задержанную на полтак" та, а по третьему выходу " совмещенную серию импульсов, т.е. объединенную элементом нЛИ основную и задержанную серии.

Вычитающий узел 8 определяет раз" ность между входным напряжением по входу 13 и напряжением обратной связи с выходами цифроаналогового преобразователя 7, которая прикладывается к входу нуль-органа 6 и входам всех пороговых элементов 11. Знакочувствительные пороговые элементы 11 срабатывают при достижении напряжением разности значений порогов, на которые настроены соответствующие пороговые элементы (например, по двоичному закону: 1, 2, 4, ..., 2 и "условных единиц, где m - количество элементов

11 1. Приоритетный блок 10 в моменты времени, определяемые тактовыми импульсами основной серии с генератора

5 импульсов, выделяет старший по весу пороговый элемент 11 из числа сработавших и запоминает его на элементах памяти. Нуль-орган 6 в те же моменты времени определяет знак напряжения разности и запоминает на элементе паКоды с выхода приоритетного блока

10 представляют собой приращения вход. ного сигнала, округленные до значения кратного степени двойки, т.е. представляют собой одну единицу в соот ветствующем разряде кода (позиционный код ). Шифратор 2 осуществляет шифр ацию пози цион но го д вои чно го кода с выхода блока 10 в обычный двоичный код, который указывает номер позиции (разряда ), в которой находится единица. Указанный двоичный код номера позиции с выхода шифратора 2 поступает на управляющие входы блока 4 сдвига кода, который пропускает содержимое накапливающего сумматора 9 со сдвигом на соответствующее число разрядов на входы накапливающего сумматора 3.

Код знака напряжения разности с выхода нуль-органа 6 частраивает сум1057965

И Заказ 9465/52

706 Подписное

5 маторы 3 и 9 по управляющим входам на выполнение операции сложение или вычитание. В моменты времени, определяемые тактовыми импульсами задержанной серии с генератора 5 импульсов, 5 сумматоры 3 и 9 добавляют к своему содержимому или вычитают из его значения, поступившие на их входы. При этом код в сумматоре 9 представляет собой цифровой эквивалент. входного tO аналогового сигнала и отслеживает его

I изменения, а приращения с выхода шифратора 2, умноженные с помощью блока 4 сдвига кода на соответствующие полноразрядные значения кода с 15 выхода сумматора 9 и накопленные в сумматоре 3, представляют собой цифровые значения квадрата от входной аналоговой величины.

Работа квадратора может быть опи- 20 сана следующими выражениями

2 ° у<= x;l у1 = Х +1i

= х;+ахи, У + = . х; + х„йх; t x;+„ 4x;> 5 где х и x цифровые значения входМ1 ного сигнала в моменты времени t. u

1 фх - приращение входйого 30 сигнала;

У; и м;, - цифровые значения квадратов входных значений сигнала.

В первом полутакте осуществляется выделение приращения вхалного сигнала д х и его знака, во втором полутакте - добавление в сумматор 3 (где хранилась величина х Pвеличины х; Ф х, а в сумматоре 9 (где хранилось значение х )величины hx ., в третьем полутакте - добавление в сумматор 3 величины x +., ax и выделение нового значения coax; и его знака. При этом .третий полутакт совмещается с первым полутактом и темп преобразования и воз" . ведения в квадрат одного значения

1 Тпр.устр ) составляет 2 полутакта или один такт основной серии импульсов.

Сумматор 3 работает как бы на удвоенной частоте - совмещенной основной и задержанной тактовой серии, однако он не является узким местом в схеме,так как переходные процессы в цифроаналоговом преобразователе и пороговых элементах являются более длительными, чем переключения цифровых элементов.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в увеличении в среднем в . — раз быстродействия.

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