Множительно-делительное устройство

 

Изобретение касается вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств, обрабатывающих операнды, представленные в широтно-импульсной, частотной и кодовой формах. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Предлагаемое устройство содержит реверсивный счетчик 1., два элемента И 2, 3, два умножителя 4, 5 частоты на код, шину 6 кода масштаба, вход 7 первой опорной частоты, первый информационный вход 8, вход 9 второй опорной частоты, последовательный выход 10, параллельньй выход 11, второй информационный вход 12, регистр 13 последовательного приближения, блок 14 управления и установочный вход 15 с соответствующими связями. Блок 14 управления содержит три триггера, элемент задержки, два элемента ИЛИ, два формирователя импульсов, элемент И и элемент НЕ с соответствующими связями . Устройство осуществляет деление двух ШИМ-сигналов пропорционально коду масштаба путем их автоматической компенсации с помощью метода последовательного приближения при усреднении формируемых импульсных потоков. 2 ил. а @ (/ С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ai (5() 4 G 06 F 7/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С

Q

10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3995844/24-24 (22) 24.12.85 (46) 23 ° 04.87. Бюл. 11! 15 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) А.В.Петров и Н.M.Ñàôüÿííèêîâ (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

I1! 525969, кл. G 06 G 7/161, 1974.

Авторское свидетельство СССР

9 788128, кл. С 06 G 7/161, 1980. (54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО (57) Изобретение касается вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств, обрабатывающих операнды, представленные в широтно-импульсной, частотной и кодовой формах. Цель изобретения— увеличение быстродействия. Предлага емое устройство содержит реверсивный счетчик 1., два элемента И 2, 3, два . умножителя 4, 5 частоты на код, шину 6 кода масштаба, вход 7 первой опорной частоты, первый информационный вход 8, вход 9 второй опорной частоты, последовательный выход 10,параллельный выход 11, второй информационный вход 12, регистр 13 последовательногo приближения, блок 14 управления и установочный вход 15 с соответствующими связями, Блок 14 управления содержит три триггера, элемент задержки, два элемента ИЛИ, два формйрователя импульсов, элемент И и элемент НЕ с соответствующими связями. Устройство осуществляет деление двух ШИМ-сигналов пропорционально коду масштаба путем их автоматической компенсации с помощью метода последовательного приближения при усредне- { нии формируемых импульсных потоков.

2 ил.

1 130

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств, обрабатывающих операнды, представленные в широтно-импульсной, частотной и кодовой формах.

Цель изобретения — увеличение быстродействия.

На фиг.1 представлена функциональная cxbMa множительно-делительного устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока управления.

Иножительно-делительное устройство содержит реверсивный счетчик 1, первый и второй элементы И 2 и З,первый и второй умножители 4 и 5 частоты на код, шина 6 кода масштаба, вход 7 первой опорной частоты, первый информационный вход 8, вход 9 второй опорной частоты, последовательный выход 10, параллельный выход 11 второй информационный вход 12, регистр 13 последовательного приближения, блок

14 управления и установочный вход 15, причем разряды шины 6 кода масштаба соединены соответственно с установочными входами первого умножителя 4 частоты на код, информационный вход которого соединен с входом 7 первой опорной частоты, выход первого умножителя 4 частоты на код соединен с первым входом первого элемента И 2, второй вход которого соединен с первым информационным входом 8 устройства и с входом синхронизации блока 14 управления, выход первого элемента

И 2 соединен с входом сложения реверсивного счетчика 1, выход знака разности которого соединен с входом управления информацией блока 14 управления, установочные входы второго умножителя 5 частоты на код соединены соответственно с разрядными выходами, кроме младшего, параллельного выхода

11 устройства и регистра 13 последовательного приближения, выход младшего разряда которого соединен с входом сброса блока 14 управления, вход 9 второй опорной частоты соединен с информационным входом второго умножителя 5 частоты на код, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 3 и с последовательным выходом 10 устройства, второй информационный вход 12 устройства соединен с вторым входом второго элемента И 3, выход которого соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 1, вход

5677 2 установки в "0" которого соединен с выходом сброса блока 14 управления, установочный вход 15 устройства соединен с установочным входом блока 14 управления, выход управления информацией которого соединен с информационным входом регистра 13 последовательного приближения, вход синхронизации которого соединен с„выходом

10 синхронизации блока 14 управления, выход управляющего сигнала блока 14 управления — с управляющим входом регистра 13 последовательного приближения.

Блок 14 управления содержит первый, второй и третий триггеры 16-18, .элемент 19 задержки, первый и второй элементы ИЛИ 20 и 21, первый и второй

2р формирователи 22 и 23 импульсов, эле мент И 24 и элемент НЕ 25, выход которого соединен с входом синхронизации третьего триггера 18, вход элемента НЕ 25 соединен с выходом второ25 го формирователя 23 импульсов, входом установки в "1" второго триггера 17, первым входом элемента И 24 и выходом сигнала сброса блока 14 управления, установочный вход которого соединен

30 с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ 20 и 21 и с входом элемента 19 задержки, выход которого соединен с входом установки в "1" первого триггера 16, вход установки

35 в "0" которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 20, а выход первого триггера 16 — с информационным входом третьего триггера 18 и с выходом управляющего сигнала блока 14 управления, вход синхронизации которого соединен с входом второго формирователя 23 импульсов, выход первого формирователя 22 импульсов соединен с вторым входом первого элемента

45 ИЛИ 20 и входом установки в "0" третьего триггера 18,, выход которого соединен с вторым входом элемента И 24, выход элемента И 24 соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 21, выход

5g которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока 14 управления, вход сброса которого соединен с входом первого формирователя 22 импуль.сов, вход управления информацией бло55 ка 14 управления соединен с входом установки в "0" второго триггера 17, выход которого соединен с выходом управления информацией блока 14 управления.

3 13056

Устройство работает следующим образом.

На вход 6 устройства подается двоичный код И, на входы 12 и 8 поступают широтно-импульсные сигналы с отно- 5 сительными длительностями.Я, и 8 соответственно, а на входы 9 и 7 — опорные импульсные последовательности с частотами F „ = Fð, сдвинутые друг относительно друга во времени для 10 обеспечения нормальной работы реверсивного счетчика 1. Сигнал запуска устройства, поступающий с входа 15 на установочный вход блока 14 управления, приводит к формированию им- 15 пульса уровнем "Лог. 0" на выходе управляющего сигнала и поступающего на управляющий вход регистра 13 последовательного приближения, причем сигнал, поступающий на его вход синхронизации С, приводит к начальной установке регистра 13. Последняя характеризуется сбросом старшего разряда регистра и установкой в единичное состояние остальных разрядов. С при- 25 ходом переднего фронта очередного

ШИМ-сигнала на вход синхронизации С блока 14 управления его формирователь

23 обеспечивает кратковременный импульс, инициирующий сброс счетчика 1, 30 и установку по его заднему фронту триггеров 17 и 18 в "1". Под воздействием кода масштаба и кода регистра

13 на суммирующий и вычитающий входы счетчика 1 начинают поступать импуль-35 сы в течение времени наличия ШИМ-сигналов. При этом знак разности средних эа период Т поступления ШИМ-сигналов частот соответствует знаку разности количества импульсов, поступающих на 40 суммирующий и вычитающий входы счетчика 1 эа время Т.

Таким образом, к началу очередного периода ШИМ-сигнала триггер 1? сохра-45 няет свое единичное состояние (разность положительна), либо сбрасывается сигналом знака разности счетчика 1.

Очередной ШИМ-сигнал инициирует приход кратковременного импульса с выхода С блока 14 управления на одноименный вход регистра 13 и устанавливает его старший разряд в состояние, соответствующее состоянию сигнала на выходе управления информацией блока

14 управления, и сбрасывает следующий младший разряд. Работа в следующий интервал времени Т протекает аналогично. Приход следующего ШИМ-сиг77 4 нала вызывает установку Q разряда

1l I I

n- регистра в 1 при положительной разности средних частот, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика 1, и оставляет в нулевом состоянии в случае противоположного знака.

Одновременно с установкой 0 д „ разряда регистра сбрасывается более младший разряд Q 2 и т.д, Принцип действия множительно-делительного устройства основан на широтной модуляции частотно-импульсных последовательностей и их автоматической компенсации с помощью последовательного приближения при усреднении формируемых импульсных потоков.

Процесс последовательного приближения средних частот F+ и F импульсных последовательностей, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика 1, заканчивается с установкой последнего Q разряда выходного кода и сбросом дополнительного разряда управления Q . Последнее обстоятельство приводи к сбросу триггеров

16 и 18 блока 14 управления и блокированию процесса в целом. Таким образом, с точностью, определяемой разрядностью регистра 13, вычисляют равенство средних значений частот F+ и F», С учетом разрядности умножителей 4 и 5 частоты имеют

Fog F

«2 " 2 = 2> пых . °

Для установленного соотношения частот 1р„ = F р характеристика по параллельному выходу устройства имеет вид 2 вых g„ а по последовательному выходу 10

F0 и

F — N алых 2" где Р „- среднее значение выходной

Вых частоты.

С учетом запуска устройства в произвольный момент времени последний разряд выходного кода устанавливает максимум в конце и+1 периода ШИМ-сигнала.

Таким образом, быстродействие предлагаемого устройства вьппе быстродействия известных устройств и вменьшей степени зависит от разрядности структуры.

1305677 6

Формула изобретения

Множительно-делительное устройство, содержащее реверсивный счетчик„ первый и второй умножители частоты на код, первый и второй элементы И, причем вход сложения реверсивного счетчика соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого умножителя час- 10 таты на код, установочные входы которого соединены соответственно с разрядами шины кода масштаба устройства„ информационный вход первого умножителя частоты на код соединен с"входом 15 первой опорной частоты устройства,,вход вычитания реверсивного счетчика соединен с выходом второго элемента

И, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя частоты 20 на код и с последовательным выходом устройства, информационный вход второго умножителя частоты на код соединен с входом второй опорной частоты устройства, второй вход второго элемента И соединен с первым информационным входом устройства, второй вход первого элемента И соединен с вторым информационным входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 30 что, с целью увеличения быстродействия, в него введены регистр последовательного приближения и блок управления, содержащий первый, второй и третий тРиггеры, элемент задерж- 35 ки, первый и второй элементы ИЛИ,первый и второй формирователи импульсов, элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с входом синхронизации третьего триггера, вход элемента НЕ 40 соединен с выходом второго формирователя импульсов, вход установки в "1" второго триггера, первым входом элемента И и выходом сигнала сброса блока управления, установочный вход ко- 45

; торого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с входом элемента задержки, выход которого соединен с входом установки в

"1" первого триггера, вход установки 50 в "О" которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход первого триггера соединен с информационным входом третьего триггера и с выходом управляющего сигнала блока управления, вход синхронизации которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и входом установки в "О" третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока управления, вход сброса которого соединен с входом первого формирователя импульсов, вход управления ифнормацией блока управления соединен с входом установки в "0" второго триггера, выход которого соединен с выходом управления информацией блока управления, причем установочный вход устройства соединен с установочным входом блока управления, второй информационный вход устройства соеДинен с входом синхронизации блока управления, выход младшего разряда регистра последовательного приближения соединен с входом сброса блока управления, выход знака разности реверсивного счетчика соединен .с входом управления информацией блока управления, выход сброса которого соединен с входом установки в "О" реверсивного счетчика, выход управления информацией блока управления соединен с информационным входом регистра пбследовательного приближения, вход синхронизации которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока управления, выход управляющего сигнала, блока управления соединен с управляющим входом регистра последовательного приближения,разрядные выходы которого, кроме младшего, соединены соответственно с установочными входами второго умножителя частоты на код и с параллельным выходом устройства.

1305677

Составитель В.Гусев

Техред Л.Олейник .Корректор И.Муска

Редактор Н.Рогулич

Заказ 1452/46 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4