Числоимпульсный квадратор

 

ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫЙ КВАДРАТОР, содержащий формирователь импульсов, триггер, первый и второй счетчики, первый и второй элементы И, схему сравненияи генератор импульсов, .выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого является входом квадратора, причем первый.вход первого элемента И подключен к выходу триггера, первая и вторая группы информационных входов схемы сравнения соединены с разрядными выходами соответственно первого и второго счетчиков , счетный вход первого счетчика соединен с входами установки в О второго счетчика и триггера, отличающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия, в него введены коммутатор, первьй и второй элементы ИЛИ, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходрм первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов, второй вход пер)- вого элемента. ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента И и подклю- .чен к выходу формирователя импульсов , выход первого элемента ИЛИ соединен с выходом квадратора и, с ин- Q (О формационным входом коммутатора, под- (Л ключенного управляющим в.ходом к выходу схемы сравнения, первый Ивторой выходы коммутатора соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, разрядные выходы первого счетчика соединены с входами второго элемента ШШ, выход .которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу установки в 1 триггера.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, (19) . (11)

Ш 4 С 06 F 7/552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД":ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3712957/24-24 (22) 07. 03. 84 (46) 23. 1 1. 85. Бюл. 9 43 (71) Харьковский инженерно-строительный институт (72) В.А.Добрыдень (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 113563, кл. G 06 F 7/552, 1958.

Авторское свидетельство СССР

Р 1123032, кл. G 06 F 7/552, 1982 ° (54)(57) ЧИСЛО-ИИПУЛЬСНЬИ КВАДРАТОР, содержащий формирователь импульсов, триггер, первый и второй счетчики, первый и второй элементы И, схему сравнения и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого является входом квадратора, причем первый. вход первого элемента И подключен к выходу триггера, первая и вторая группы информационных входов схемы сравнения соединены с разрядными выходами соответственно первого и второго счетчиков, счетный вход первого счетчика соединен с входами установки в .

"0" второго счетчика и триггера, отличающийся тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены коммутатор, первый и второй элементы ИЛИ, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходрм первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов, второй вход пер- вого элемента. ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента И и подклю.чен к выходу формирователя импульсов, выход первого элемента ИЛИ соединен с выходом квадратора и, с информационным входом коммутатора, подключенного управляющим входом к вьгходу схемы сравнения, первый и вто- рой выходы коммутатора соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, разрядные выходы первого счетчика соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу установки в "1" триггера.

672

1 l 193

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в составе управляющих ,и контрольно-измерительных систем.

Цель изобретения — повышение быст- 5 родействия.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого квадратора.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, формирователь 2 импульсов, о элементы И 3 и 4, триггер 5, элементы ИЛИ 6 и 7, коммутатор 8, счетчики

9 и IO и схему 11 сравнения.

В основе принципа действия квадратора ле ит представление квадрата !5 числа и в виде суммы и первых нечет-. ных чисел „

n = (21-1) (1)

1=1, Согласно формуле (1) увеличение возводимого в квадрат числа на единицу (от (i-1) до i) вызывает появление в сумме правой части формулы дополнительного слагаемого, равного (2i-1).Следовательно, для формирования на выходе устройства числа им- . 25 пульсов, равного квадрату чиСла его входных импульсов, необходимо и достаточно, чтобы поступление на вход устройства i-ro импульса (i=1,2,3,...) вызывало появление на его выходе 30 (2i-1) импульсов. Этот принцип реализует предложенное устройство.

В исходном состоянии триггер 5„ а также счетчики 9 и 10 установлены в "0", при этом элементы И 3 и 4 зак-35 рыты по первым входам (на выходе элемента ИЛИ 7 и на единичном выходе триггера 5 единичный сигнал отсутствует ), на обе группы информационных входов схемы 11 сравнения поступают 4О одинаковые (нулевые )кодовые комбинации, ввиду чего на ее выходе установлен единичный сигнал, и, следовательно, рабочий вход коммутатора 8 соединен с его первым выходом, гене- 45 ратор 1 импульсов непрерывно генерирует короткие импульсы высокой частоты, но до тех пор, пока на вход квадратора (второй вход формирователя 2 ) не поступают импульсы, на 50 выходе формирователя 2 импульсы также отсутствуют.

Пусть на вход квадратора поступает первый импульс. Тогда одновременно с ближайшим во времени импульсов с выхода генератора 1 формируется один короткий импульс на выходе формирователя 2. Этот импульс поступает через элеиент ИЛИ 6 и коммутатор

8 на счетный вход счетчика 9, записывая в него "1", а также на входы установки в "0" триггера 5 и счетчика 10, подтверждая их нулевое состояние. Поскольку выход элемента ИЛИ 6 является выходом квадратора, этот же импульс поступает на выход устройства. Таким образом, поступление на вход квадратора первого импульса вьтзывает формирование íà его выходе одного импульса (согласно равенству

1 =1 ), а сам .квадратор переходит в

2 состояние ожидания очередного (не первого ) входного импульса: в счетчике 9 содержится число, равное числу обработанных входных импульсов (единица ), кодовые комбинации, поступающие на две группы информационных входов схемы ll сравнения, различны, т.е. единичный сигнал на ее выходе отсутствует, ввиду чего рабочий вход коммутатора 8 подключен к его второму выходу, элемент И 4 открыт по hepaoMy входу, так как содержимое счетчика 9 отлично от нуля, т.е. на выходе элемента ИЛИ 7 при- . сутствует единичный сигнал.

Второй и каждый следующий импульсы обрабатываются устройством одинаково.

При обработке второго импульса, как и в предыдущем случае, ближайший.во времени (после входного импульса квадратора ) импульс с выхода генератора 1 вызывает формирование одного короткого импульса на вы" ходе формирователя 2.

Этот импульс проходит через эле мент ИЛИ 6 на выход квадратора, а также через коммутатор 8 на счетный вход счетчика 10,. записывая в него ".1". Кроме того, этот же импульс пройдя через открытый по первому входу элемент И 4, устанавливает в "1" триггер 5, открывая тем самым элемент И 3 °

Импульс с выхода генератора 1, вызвавший выходной импульс формирователя 2, через элемент И 3 не проходит (импульс заканчивается рань ше, чем открывается элемент И 3), но следующие импульсы с выхода генератора 1. проходят через открывшийся элемент И 3 и элемент ИЛИ 6 на выход квадратора и, кроме того, через коммутатор 8 на счетный вход счетчика 10. В этом режиме (триггер з 119

5 — в единичном состоянии, на выходе схемы 11 сравнения — нулевой сигнал, импульсы с выхода генератора

1 поступают на выход квадратора и на счетный вход счетчика 10 ) устройство остается до тех пор, пока не выполнится условие

К = К„, (2)

При обработке второго входного импульса квадратора это равенство 10 достигается после двух импульсов с выхода элемента ИЛИ 6 (они же — вы-, ходные импульсы квадратора ), в результате на выходе схемы 11 сравнения устанавливается единичный сиг- 15 нал. Коммутатор 8 подключает свой рабочий вход к первому выходу, и очередной (в данном случае третий) им- пульс с выхода элемента ИЛИ 6 вновь устанавливает в "О 1 триггер 5 (зак- 20 рывая тем самым элемент И 3 ) и счетчик.10, а в счетчик 9 добавляет "1".

Таким образом, второй входной импульс квадратора вызывает появление на его выходе трех импульсов (с уче- 25 том предыдущего получаем 2 4 ), а

2 сам квадратор возвращается в состояние, аналогичное состоянию ожидания после обработки первого входного импульса: триггер 5 и счетчик 1О установлены в "О", .в счетчике 9 содер3672 4 жится число, равное числу обработанных входных импульсов (в данном случае два ), выход элемента ИЛИ 6 подключен через коммутатор 8 к счетно- . му входу счетчика 10. При i ) 2 квадратор работает аналогично: равенство (2 )достигается после 2(i-1) импульсов с выхода элемента ИЛИ- 6, при этом коммутатор 8 переключает выход элемента ИЛИ 6 на счетный вход счетчика 9 и следующий (2i-1)-й импульс с выхода элемента ИЛИ 6 возвращает квадратор в состояние ожидания очередного входного импульса. Выход квадратора при этом формируется в соответствии с формулой (1) (2i-1) импульсов, в счетчике 9 содержится число i — двоичный код числа входнЫх импульсов.

Все действия, связанные с формированием каждого выходного импульса и подготовкой схемы к обработке следующего входного, выполняются в один такт, что позволяет в несколько раз повысить тактовую частоту и, соответственно, уменьшить допустимые интервалы между входными импульсами.

Кроме того, устраняется также задержка выходных импульсов относительно входных.

ВНИИЙИ Заказ 7316/52 Тираж 709 Подписное

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