Аналого-цифровой инкрементный умножитель

 

:1. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ИНКРЕМЕНТНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий следящий аналого-цифровой преобразователь , подключенный информационным входом к аналоговому входу первого сомножителя умножителя, регистр,соединенный информационными Входами с. цифровым входом второго сомножителя умножителя, и сумматор-вычитатель, выходы которого являются цифровым выходом умножителя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены шифратор, блок сдвига кода и сумматор по модулю два, подключенный выходом к входу управления знаком суммирования сумматора-вычитателя , а входами - if. выходу знака рассогласования следящего айалогоцифрового преобразователя и к выходу знакового разряда ргегистра, соединенного выходами остальных разрядов с информационными входамиблока сдвига кода, подключенного управляющими входами через шифратор к выходам кода приращения следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами - к информационным входам сумматора-вычитателя, соединенного стробирующим входом с выходом тактовых импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя. 2. Умножитель по rt. 1, о т л ич а ,ю щ и и с я тем, что следящий аналого-цифровой преобразователь содержит группу пороговых элементов, подключенных входами к выходу вычитающего узла, а выходами - к информационным входс1М приоритетного блока , соединенного стробирующим входом с первым выходом генератора импуль л сов и со стробирующим входом накапливающего сумматора, а выходами - с выходами кода приращения следящего аналого-цифрового преобразователя и с информационными входами накапливающего сумматора, подключенного управляющим входом к нуль-органа и к выходу знака рассогласова .ния следящего аналого-цифрового преСП образователя, а выходами - к входам цифроаналогового преобразователя, 1 соединенного выходом с первым входбм вычитающего узла, второй вход которого подключен к информационному входу следящег о аналого-цифрового преобразователя, а выход - к входу нуль-органа, причем второй выход генератора импульсов соединен с выходом тактовых импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,SU„„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3492716/18-24 (22) 82 (46) 30.11.83. Бюл. Р 44 (72) В.П. Боюн (71) Ордена Ленина институт, кибернетики им. В.М. Глушкова (53) 681.34(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 854176, .кл. G Об G 7/16, G 06 J 3/00, 1979 °

2. Авторское свидетельстВо СССР

Р 540270, кл. G 06 Э .1/00, 197 5, 3. Авторское свидетельство СССР

В 930658, кл. Н 03 К 13/17, 1980 (прототип). (54)(57) 1. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ИНКРЕМЕНТНЫЙ УМНОЕИТЕЛЬ, содержащий следящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом к аналоговому входу первого сомножителя умножителя, регистр,соединенный информационными входами с. цифровым входом второго сомножителя умножителя, и сумматор-вычитатель, . выходы которого являются цифровым выходом умножителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены шифратор, блок сдвига кода и сумматор по модулю два, подключенный выходом к входу управления знаком суммирования сумматора-вычитателя, а входами — к выходу знака рассогласования следящего аналого-. цифрового преобразователя и к выходу знакового разряда регистра, соединенного выходами остальных разрядов с информационными входами блока

М5Ь G 06 if 3 00; G 06 F 7/52 сдвига кода, подключенного управляющими входами через шифратор к выходам кода приращения следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами — к информационным входам сумматора-вычитателя, соединенного стробирующим входом с выходОм тактовых импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя.

2. Умножитель по и. 1, о т л ич а,ю шийся тем, что следящий аналого-цифровой преобразователь содержит группу пороговых элементов, подключенных входами к выходу вычитающего узла, а выходами — к информационным входам приоритетного блока, соединенного стробирующим входом Е с первым выходом генератора импульсов и со стробирующим входом накапливающего сумматора, а выходами — с выходами кода приращения следящего аналого-цифрового преобразователя и с информационными входами накапливающего сумматора, подключенного управляющим входом к выхоцу нуль-органа и к выходу знака рассогласования следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами — к входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с первым входбм вычитающего узла, второй вход которого подключен к информационному входу следящего аналого-цифрового преобразователя, а выход — к входу нуль-органа, причем второй выход генератора импульсов соединен с выходом тактовых импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя. ф

1057971

Изобретение относится к автомати= ке и вычислительной технике и может найти применение для выполнения операций умножения аналогового сигнала на цифровой код с представлением результата в цифровой форме.

Известно устройство для умножения аналогового сигнала на цифровой код, содержащее генератор импульсов, распределитель импульсов, комнаратор, группу элементов И, регистр, цифро- 10 аналоговый преобразователь, аналого» вую запоминающую ячейку.и ключи (1) .

Известно устройство для умножения аналогового сигнала на цифровой код, содержащее преобразователь аналог- 15 частота, счетчики, триггер, генератор импульсов, элементы И и ИЛИ и выходной накапливающий сумматор f2) .

Недостатками известных устройств являются пониженные быстродействие и 2О точность.

Наиболее блИзким к предлагаемому по технической сущности является аналого-цифровой инкрементный умножитель, содержащий следящий, аналогоцифровой преобразователь, подключенный информационным входом к -аналоговому входу первого сомножителя, регистр, соединенный информационными входами с цифровым входом второго сомножителя, и сумматор-вычитатель, выходы которого являются цифровым выходом инкрементного умножителя, а информационные входы подключены к выходам схемы управления передачей кода, соединенной информационными Ç5 входами с выходами регистра, а управляющими входами - с выходами знаков единичных приращений следящего аналого-цифрового преобразователя (3 .

Недостаток умножителя - пониженное быстродействие, Цель изобретения - повышение быстродействия .

Для достижения цели в аналого" 45 цифровой инкрементный умножитель, содержащий следящий аналого-цифровой преобразователь, подключениый информационным входом к аналоговому входу первого аомножителя умножителя, ре,гистр, соединенный информационными входами с цифровым входом второго сомножителя умножителя, и сумматорвычитатель, выходы которого являются цифровым выходом умножителя, äoïîëнительно введены .шифратор, блок сдвига кода.и сумматор по модулю два, подключенный выходом к входу управления знаком суммирования сумматоравычитателя, а входами - к выходу знака рассогласования следящего ана- < лого-цифрового преобразователя и к выходу знакового разряда регистра, соединенного выходами остальных разрядов с информационными входами блока сдвига кода, подключенного 65 управляющими входами через шифратор к выходам кода приращения следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами — к информационным входам сумматора-вычитателя, соединенного стробирующим входом с выходом тактовых импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя.

Кроме того, следящий аналого-цифровой преобразователь содержит группу пороговых элементов, подключенных входами к выходу вычитающего узла, а выходами — к информационным входам приоритетного блока, соеди-. ненного стробирующим входом с первым выходом генератора импульсов и со стробирующим входом накапливающего сумматора, а выходами - с выходами кода приращения следящего аналогоцифрового преобразователя и с информационными входами накапливающего сумматора, подключенного управляющим входом к выходу нуль-органа и к выходу знака рассогласования следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами - к входам цифроаналогового преобразователя, соединенногО выходом с первым входом вычитающего узла, второй вход которого подключен к информационному входу следящего аналого-цифрового преобразователя, а выход - к входу нуль-органа, причем второй выход генератора импульсов соединен с выходом тактовых импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже изображена блок-схема аналого-цифрового инкрементного умножителя, содержащего следящий аналого-цифровой, преобразователь 1, подключенный информационным входом к аналоговому входу 2 первого сомножителя умножителя, и .регистр 3, соединенный информационными входами с цифровыа:входом 4 второго сомножите-! ля умножителя. Сумматор-вычитатель 5, выходы которого являютоя цифровым выходом 6 . инкрементного умножителя, подключен входом управления знаком суммирования к выходу сумматора 7 по модулю два. Входы сумматора 7 подключены к выходу знака рассогласования преобразователя 1 и к выходу знакового разряда регистра 3, соединенного выходами остальных разрядов с информационными входами блока 8 сдвига кода.

Блок 8 подключен управляющими входами через шифратор 9 к выходам кода приращения преобразователя 1, а выходами - к информационным входам сумматора-вычнтателя 5. Сумматор-вычитатель 5 соединен стробирующим входом с .выходом тактовых импульсов преобразователя 1. Следящий аналогоцифровой преобразователь 1 содержит группу 10 пороговых элементов, под ключенных входами к выходу вычитаю1057 97.1

55 у; y„÷ щего узла 11, а выходами — к информационным входам приоритетного блока

12. Блок 12 соединен стробирующим входом с первым выходом генератора

13 импульсов и со стробирующим вхо-I дом накапливающего сумматора 14, а выходами — с выходами кода приращения преобразователя 1 и с информационными входами накапливающего сумматора 14. Сумматор 14 подключен .Управляющим входом к выходу нульоргана 15 и к выходу знака рассогласования преобразователя 1, а выходами — к входам цифроаналогового преобразователя 16. Преобразователь

16 соединен выходом с первым входом вычитающего узла 11, второй вход которого подключен к информационному входу преобразователя 1, а выход— к входу нуль-органа 15. Второй вход генератора 13 соединен с выходом тактовых импульсов преобразователя

1. Входи обнуления сумматоров 5 и

14 подключены к входу 17 Начальная установка, а управляющий вход генератора 13 соединен с входом 18 запуска умножителя.

Умножитель работает следующим образом.

Перед началом работы в регистр

3 по входу 4 заносится код коэффициента, на который будет умножаться аналоговый сигнал, поступающий по входу 2. Затем подаются сигналы: Начальная установка по входу 17, сбрасывающий в 0 накапливающий сумматор 14 и сумматор-вычитатель

5, и Запуск по входу 18, запускающий генератор 13 импульсов. Напряжение рассогласования (между входным напряжением по входу 2 и напряжением обратной связи с выхода цифроаналогового преобразователя

16) с выхода вычитающего узла 11 прикладывается к входу. нуль-органа

15 и входам всех пороговых элементов 10. Знакочувствительные пороговые элементы срабатывают при достижении напряжением рассогласования значений порогов, на которые настроены соответствующие пороговые элементы (например, по двоичному зако1Ю- I ну: 1, 2, 4,...,2 условних единиц).

Приоритетный блок 12 в моменты времени, определяемые тактовыми импуль,сами с генератора 13 импульсов, определяет старший по весу пороговый элемент 10 из числа сработавших и пропускает сигнал на соответствующий ему вход накапливающего сумматора 14, запрещая прохождение сигналов с остальных сработавших пороговых элементов меньшего веса. Нульорган 15 определяет знак напряжения рассогласования и своим выходом управляет входом накапливающего сумматора 14 таким образом, чтобы умень1 шить величину этого рассогласования путем добавления в накапливающий сумматор 14 или вычитания из него, единицы соответствующего разряда.

Коды с выходов приоритетного бло5 ка 12 представляют собой приращения входного сигнала, округленные до значения кратного степени двойки, т.е. представляют собой одну единицу в соответствующем разряде кода

10 (позиционный код). Шифратор 9. осуществляет шифрацию позиционного двоичного кода с выходов блока 12 в обычный двоичный код, который указывает номер позиции (разряда), в которой находится единица. Указанный двоичный код номера позиции с выходов шифратора 9 поступает на управляющие входы блока 8 сдвига кода, который осуществляет передачу содержимого регистра 3 со сдвигом на соответствующее число разрядов в сумматор вычитатель 5, Сумматор 7 по модулю два в зависимости от знака приращения с нульоргана 15 и знака кода коэффициента с регистра 3 настраивает сумматор-вычитатель 5 на выполнение операции Сложение или Вычитание, Roторая выполняется по задержанной сеции импульсов с второго выхода генератора 13 импульсов.

Таким образом, работа. аналогоцифрового инкрементного умножителя основана на выделении приращениЯ входного аналогового сигнала, осуЗ5 ществляемых аналого-цифровым преобразователем, умножении приращений на цифровой код и их накоплении (суммировании). A так как приращения сигнала выбраны кратными степени двой40 ки, то умножение приращений на цифровой код заменяется сдвигом его на

1 число разрядов, равное показателю

:степени двойки (эа вычетом единицы для целых чисел) данного приращения.

Работу умножителя можно описать следующими выражениями: у =kx с I

1 х;, =х;+дх;, дх; = 2, yi = )сх; = )сх: + kdx = y; + 2 ° kt где х; и x - значения входного аналогового сигнала в моменты времени t и „„, — код коэффициента; дх; — значение приращения входного сигнала; значения произведения входного сигнала на код коэффициента.

При этом цифровой код в накапливающем сумматоре 14 отслеживает входной аналоговый сигнал, а цифровой код в сумматоре-вычитателе 5 отслежи1057971

Составитель С. Казинов

Редактор С. Юско Техред а. Бабинец. Корректор A. Ференц

Заказ 9581/53 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР,по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вает его произведение на постоянный коэффициент,записанный в регистре 3.

Темп выдачи кодов произведений с выхода сумматора-вычитателя составляет один такт, а возможность отслежнвания изменений входного аналогоВого сигнала переменными приращениями обеспечивает большее, чем в прототипе, быстродействие и, соответственно ; более широкий частотный диапазон умножаемых сигналов.