Частотно-импульсное пересчетное устройство

 

Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники лри обработке частотно-импульсной (ЧИ) информации. ЧИ пересчетное устройство с .одержит блок 1 вычитания, элемент ИЛИ 4, группу 6 импульсно-потенциальных элементов И, т-разрядный регистр 5, элементы И 2,3, суммирующий счетчик II, блок 9 управления, элемент НЕ 10, гаразрядные управляемые счетчики 7,8. ЧИ пересчетное устройство имеет расширенные функциональные возможности. 3 ил. (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5н 4 Н 03 К 5/156, 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ зЮд ;

1 !

? ? ?? ? -?.?" - ? ? ? Ф, ?м?ИУ? 3? 2 ? t нр (21) 4168103/24-21 (22) 29.12.86 (46) 30.06.88. Бюл. У 24 (72) Я.А. Васылив, В.Б. Дудыкевич, В.Н. Максимович и В.П. Токарчук (53) 621.375.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1272501, кл. Н 03 К 23/00, 31.05.85.

Авторское свидетельство СССР

У 365823, кл. Н 03 К 5/156, 25.05.71.

Авторское свидетельство СССР

Ф 984021, кл. И 03 К 5/156, 20.07.81.

„„SU„„140 754 А1 (54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ПЕРЕСЧЕТНОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники при обработке частотно †импульсн (ЧИ) информации.

ЧИ пересчетное устройство содержит блок 1 вычитания, элемент ИЛИ 4, группу 6 импульсно-потенциальных элементов И, m-разрядный регистр 5, элементы И 2,3, суммирующий счетчик ll, блок 9 управления, элемент HE 10, mразрядные управляемые счетчики 7,8.

ЧИ пересчетное устройство имеет расширенные функциональные возможности.

3 ил.

1406754

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники при обработке частот5 но-импульсной информации.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем . обеспечения дополнительно возможности выполнения операции умножения.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема частотно-импульсного пересчетного устройства; на фиг. 2 и 3 — схема управляемого счетчика и блока управления соответственно.

Частотно-импульсное пересчетное устройство содержит блок 1 вычитания, первый и второй элементы И 2 и 3, элемент ИЛИ 4, m-разрядный регистр 5, 20 группу 6 импульсно-потенциальных элементов И, первый и второй управляемые счетчики 7 и 8, блок 9 управления, элемент НЕ 10 и суммирующий счетчик 11. Выходы m-разрядного ре- 25

rистра 5 подключены к управляющим входам группы 6 импульсно-потенциальных элементов И, выходы которой соединены с входами элемента ИЛИ 4, а сигнальные входы подключены к выходам разрядов первого (m-разрядного) управляемого счетчика 7, первый и второй счетные входы которого соединены с выходом блока l вычитания, первый вход которого подключен к ин35 формационному входу устройства, а второй вход соединен с выходом первого элемента И 2, первый вход которого подключен к управляющему входу устройства, входу элемента НЕ 10 и к 40 первому управляющему входу второго (m-разрядного) управляемого счетчика

8, а второй вход первого элемента И 2 соединен с выходом элемента ИЛИ 4 и с первым входом второго элемента ИЗ, 45 второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ 10 и к управляющему входу блока 9 управления, информа-. ционные входы которого соединены с соответствующими выходами m-разряд"

50 ного регистра 5, а выходы подключены к соответствующим управляющим входам первого управляемого счетчика 1 и к соответствующим управляющим входам, кроме первого из них, второго управляемого счетчика 8, первый счетный

55 вход которого соединен с выходом второго элемента И 3, второй счетный вход подключен к выходу переполнения первого управЛяемого счетчика 7, а выход переполнения второго управляемого счетчика 8 соединен с входом суммирующего счетчика 11, причем первый выход блока 9 управления подключен к (ш+1)-му управляющему входу первого управляемого счетчика 7, а

j-й выход блока 9 управления соединен с (m-j+2)-м управляющим входом первого управляемого счетчика 7 и с

j-м управляющим входом второго управляемого счетчика 8, .где j2,3,4,...

° ° °, m+ 1 °

Управляемые счетчики 7 и 8 содержат элементы И 12 ...12щ+,, первые входы которых соединены с соответствующими входными шинами, вторые входы с второго до последнего элементов

И 12 ...12,„, соединены с первым счетным входом управляемого счетчика, второй счетный вход которого соединен с вторым входом первого элемента И 12<, прямые выходы счетных триггеров 13 <... 13 соединены с соответствующими выходными шинами и с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ 14,...14 выходы которых, кроме последнего, соединены со счетными входами соответствующих счетных триггеров 13 ...13, выход последнего элемента ИЛИ 14 „, соединен с выходом переполнения управляемого счетчика, счетный вход первого счетного триггера 13 соединен с выходом первого элемента И 12,.

Блок 9 управления содержит по ш элементов И 15,...15, элементов

ИЛИ 16,...16 и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17,...17,„, управляющий вход блока управления соединен с первыми входами элементов И 15,...15, вторые входы которых соединены с соответствующими входными шинами и с первы-, ми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих последующнх элементов

И l5 . ° .15щ, при этом второй вход последнего элемента ИЛИ 16щ соединен с общей шиной, а выход первого элемента И !5 соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ 16,, с соответствующей выходной шиной и с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 17< . Выходы элементов ИЛИ 16 . ° .16, соединены с третьими входами соответственно элементов ИЛИ 16 ... ...16 ; выходы элементов ИЛИ !6„... ...16„„, кроме того, соединены с пер1406754 (6) 35 е

Ь ос= ff,dt импульс ов . (8) выми входами последующих элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 ...17,„ и с вторыми входами одноименных элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, ...17„„, выходы которых соединены с соответствующими вы5 ходными шинами.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы счетчики 7, 8 и 11 находятся в нулевом состоянии.

Рассмотрим вначале работу устройства в режиме выполнения операции деления. При этом на управляющий вход устройства подается уровень логической единицы. С выхода элемента НЕ 10 снимается уровень логического нуля, который подается на управляющий вход блока 9.

Выходные сигналы блока 9, при фик-20 сированном уровне сигнала íà его управляющем входе, однозначно определяются числом, содержащимся в регистре 5. Причем уровень логической единицы присутствует только на одном из 25 выходов в зависимости от того, сколько нулей подряд содержится в старших разрядах регистра 5.

Соответствие между входными и выходными сигналами блока 9 для случая работы устройства в режиме деления приведено в табл.l.

Рассмотрим работу устройства в диапазоне (I)

3ч - 1 у= Ь;2 (2) - "0 где Ь; — число, содержащееся в регистре 5, а S может принимать любое значение из ряда 1,2,3...m.

Из уравнения (2) следует, что в указанном диапазоне .Ь, =l. С учетом табл. 1 получим: С, =1, С =0.(j=

=О,!,2...S-2,S,S+I...m). При С, =1 в счетчике 7 открыт элемент И 12 с .номером m-S+2. Все остальные элементы И, входящие в его состав, при этом закрыты. Таким образом, при С, =1 . в работу включены триггеры 13„, !

3, + ...13„, счетчика 7, т.е. он работает в режиме (S-1)-разрядного двоичного счетчика.

Регистр 5, группа 6 элементов И, элемент ИЛИ 4 и счетчик 7 составляют двоичный умножитель. При С =l в раз-1 55 боте двоичного умножителя принимают участие (S 1) старших разрядов счетчика 7 и (S-!) младших разрядов регистра 5. Следовательно, частота следования импульсов на выходе пвоичного умножителя, т.е. на выходе элемента

4, определяется уравнением

Ns->

,- 2(3) где f — частота следования импуль( сов, поступающих с выхода блока 1;

Из, — число, содержащееся в (S-1) младших разрядах регистра 5.

В диапазоне (1) число N, может быть представлено в виде

N, =у-2 (4)

В режиме выполнения операции деления элемент 2 открыт. Поэтому частота следования импульсов на выходе блока 1 определяется уравнением т (5) где f — частота импульсов, поступающих на информационный вход устройства.

Из (3) — (5) следует

2 5-1

f f,. у

Длительность процесса выполнения операций деления и умножения в устройстве может быть определена следующим образом: о (7) где х - число импульсов, поступивших на информационный вход устройства.

3а время Г на выход блока 1 пройИз уравнений (6) — (8) получим х

d2 (9) у

В режиме выполнения операции деления элемент 3 закрыт нулевым уровнем сигнала с выхода элемента НЕ 10, а элемент 12, входящий в состав счетчика 8, открыт уровнем логической единицы, поданной на управляющий вход устройства. Следовательно, импульсы с выхода переполнения счетчика 7 поступают на вход младшего разряда счетчика 8. Таким образом, в режиме выполнения устройством операции деления счетчик 8, не зависимо от значений выходных сигналов блока 9, представляет собой m-разрядный двоичный счетчик.

Результат выполнения операции деления N фиксируется в (S-l) старших

P в-у (14) поскольку Ив так же как и у содержится в одних и тех же S младших разрядах регистра 5.

10 В режиме выполнения операции умножения элемент 2 закрыт. 1Тоэтому частота следования импульсов на выходе блока 1 равна частоте следования импульсов на его входе:

15 f -f (15)

Из (13) — (15) следует

f.-2 fo

3а время С на выходе элемента ИЛИ

20 4 пройдет

E ч. (! 7) о импульсов.

Из уравнений (7), (16) и (17) получим (16) 40

При C =I в счетчике 8 открыт элемент 12,, все остальные элементы И, входящие в его состав, при этом закрыты. Таким образом, при С =l в ра45 боту включены триггеры 13,,13э, ...13„, счетчика 8, т.е. ан работает в режиме (m-S) ðàçðÿäíoãà двоичного счетчика.

Результат выполнения операции умIl

50 ножения N фиксируется в (m-S) старP ших разрядах счетчика 8 и в счетчиЮ ке 11. Веса разрядов Np совпадают с

I весами разрядов N (и приведены на фиг. 1). Состояние триггера 13 входящего в состав счетчик» 8, опреJ( деляет значение разряда N с весам

S P

2 . Следовательно, Np=h 2 (19) 5 140 разрядах счетчика 7, m-разрядах счетчика 8 и в счетчике 11. Число разрядов р счетчика 11 выбирается исходя из максимально возможного значения х.

Веса разрядов Np указаны на фиг. I.

При С, =1 импульсы с выхода блока 1 через открытый элемент И 12,„,з счетчика 7 поступают на вход триггера 13,„,, состояние которого опреI деляет значение разряда N с весом -в

2 . Следовательно, И,= 1.2 (10) или, с учетом (9), N (11)

Выражение (11) справедливо в диапазоне (1), который определен в общем виде, т.е. для всех значений S из ряда 1,2,3...m. Таким образом, устройство выполняет операцию деления для всех возможных значений делителя у из диапазона

1< y(2 (12)

Рассмотрим теперь работу устройства в режиме выполнения операции умножения. При этом на управляющий вход устройства подается уровень логического нуля. С выхода элемента НЕ 10 снимается уровень логической единицы, который подается на управляющий вход блока 9.

Соответствие между входными и выходными сигналами блока 9 в случае работы устройства в режиме умножения приведено в табл. 2.

Так же как и в предыдущем режиме, рассмотрим работу устройства в диапазоне (1).

Из уравнения (2) и табл. 2 следует чта в диапазоне (1) Ь, =1, Сз=1, С 0 (j0;1,2...S-I, S+1, S+2...m).

При С "1 в счетчике 7 открыт эле5 мент 12, . Все остальные элементы И, входящие в его состав, при этом закрыты. Таким образом, при С =1 в работу включены триггеры 13,„

13,„, ...13,„ счетчика 7, т.е. он работает в режиме S-разрядного дваичного счетчика. Соответственно, в работе двоичного умножителя принимают участие Б старших разрядов счетчика

7 и S младших разрядов регистра 5.

Следовательно, частота следования импульсов на выходе элемента ИЛИ 4 оп ределяется уравнением (13) 6754 6 где N — число, содержащееся в S младших разрядах регистра 5. В данном случае

h — гх у

2 (18)

В режиме выполнения операции умножения импульсы с выхода элемента

30 ИЛИ 4 через открытый элемент 3 поступают на первый счетный вход счетчика 8. Элемент 12.1, входящий в состав счетчика 8, закрыт уровнем логического нуля, поданным на управляющий вход устройства. Поэтому импульсы, следующие с выхода переполнения счетчика 7 и поступающие на второй счетный вход счетчика 8, не проходят на вход триггера 13.1, входящего в его состав.

14 или, с учетом (18), II

N ху.

P (20) Табляца) Ю ь ь, ь, ь с с, с, ь baa

С з С С, С

0 ... 0 0 0

О ... 0 . 0 О

1 ... 0 0 0

0 ... .) О 0

0 ... 0 1 0

1 0

0 l

О 0 .0 О

О .0 а, а % р, а а а а

1 а

О) 1

О

О

О

О 0 0 ... 0 0 l

О О 1

О

О ... 0 0 0

0 0

О 0 О

О.

Ь,Ь,,Ь ...Ь „- значения разрядов числа, содержащегося в регистре 5;

С,С,,С.З...С вЂ”. значения выходных сигналов блока 9; а - безраличное значение разряда.

Выражение (20) так же, как и выражение (1)) справедливо для всех возможных значений числа у из диапазозона (12). формула изобретения

Частотно-импульсное пересчетное .устройство, содержащее блок вычитания, первый вход которого подключен к информационному входу устройства, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами группы импульсно-потенциальных элементов И, управляющие входы которой подключены к соответствующим выходам m-разрядного регистра, два элемента И и суммирующий счетчик, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены блок управления, элемент НЕ и два mразрядных управляемых счетчика, выходы разрядов первого из которых соединены с сигнальными входами группы импульснопотенциальных элементов И, а первый и второй счетные входы подключены к выходу блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого эле06754 8 мента И, первый вход которого подключен к управляющему входу устройств», входу элемента НЕ и к первому управ5 ляющему входу второго управляемого счетчика, второй вход первого элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ и с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ и к управляющему входу блока управления, информационные входы которого соединены с выходами m-разрядного регистра, а выходы подключены к соответствующим управляющим входам первого управляемого счетчика м к соответствующим управляющим входам, кроме первого, второго управляемого счетчика, первый счетный вход которого соединен с выходом второго

2р элемента И, второй счетный вход подключен к выходу переполнения первого управляемого счетчика, а выход переполнения второго управляемого счетчика соединен с входом суммирующего

25 счетчика, причем первый выход блока управления подключен к (m+1)-му управляющему входу первого управляемого счетчика, à j-й выход блока управления соединен с (m-j +2) м управляющим

gp входом первого управляемого счетчика и с )-м управляющим входом второго управляемого счетчика, где j2,3,4, ...,гп+1.

1406754

Та блица 2

0 -ч Сеэ ° ° Сэ

Ь„ Ь, Ь э

I О О О ... О О 0

I % у

О О О ... О О . О

В 1

0 О О ... О О О

О О

0 О

О (у р) cm-r(г,) cm->(ci) g,,) (-t) i(->) c (cm) а, фил 2

Сс ставитель А. Соколов

Редактор M. Бандура Техред M. Ходаниц Корректор Г. Решетник

Заказ 3206/53

Тираж 928 Подписное

В!1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произв дствг ннс -и лиграфич свое предприятие, r, ужгород, ул . Проектная, 4

О

О О

О О

О I a

О О !

0 О О

О О О О ... О 0

О О О О ... О О

О О О О ... О О О,