Патент ссср 403070

 

403070

ОПИСА ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

М. Кл. Н 03k 23/00

Заявлено 29.Х.1971 (№ 1709621!26-9) с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 5.111.1974

УДК 621.374.32 (088.8) Автор изобретения

P. Э. Гут

Заявитель

СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам обработки дискретной информации и может быть использовано, например, при построении цифровых измерительных приборов, Во многих устройствах обработки информации требуется вычислить величину, обратную числу поступивших импульсов. Подобная задача возникает, например, при построении устройства для определения мгновенной частоты путем заполнения длительности периода измеренного напряжения импульсами опорной частоты с последующим определением частоты исследуемого напряжения на основе изве1 стного соотношения / = —. Таким образом, Т возникает задача счета числа поступивших импульсов с представлением результата счета в виде обратного числа, т. е. определения текущего значения величины, обратной числу поступивших импульсов.

Известно счетное устройство с представлепием количества поступивших импульсов в форме обратного числа, состоящее из суммирующего счетчика импульсов и узла определения обратного числа.

Недостаток подобных устройств заключается в том, что помимо большой сложности, опи выполняют заданную функцию лишь прн ограниченной частоте входных импульсов. Это обусловлено тем, что операции определения

1 итентно-.:;-..;..:к библиотека ViFA числа, обратного числу поступивших импульсов, должны выполняться всякий раз после поступления очередного импульса, причем эти операции начинаются лишь после того, как очередной импульс поступил на вход устройства и должны закончиться до того, как на вход поступит следующий импульс.

Предложенное устройство от известного отличается тем, что для повышения частоты слеj0 дования входных импульсов и упрощения устройства узел определения обратного числа содержит вычитающий счетчик, ключи, элементы «ИЛИ», «НЕТ» по числу триггеров суммирующего счетчика. Элементы «ИЛИ» соедине1s ны последовательно, второй вход каждого из этих элементов соединен с единичным выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика, выход элемента «ИЛИ» подключен к блокирующему входу элемента

20 «НЕТ», через который единичный выход триггера суммирующего счетчика связан с управляющим входом ключа, другой вход которого соединен с общим входом устройства. Выходы ключей связаны со счетным входом каждого

25 второго триггера вычитаю;цего счетчика, а вход триггера старшего разряда — с выходом первого элемента «НЕТ» непосредственно.

На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные

3О диаграммы работы устройства; на фиг. 3 — rpa403070 фик зависимости числа, записанного в счетчике, от числа поступивших импульсов.

Счетное устройство состоит из суммирующего счетчика 1 и связанного с пим узла 2 для опредслеппя числа, обратного тому, которое записано в счетчике 1. Счетчик 1 образован последовятелы1ым соедиIгепием триггеров 3, 4, 5. Узел 2 состоит из вычитающего счетчика, образовапного триггерами 6 — 11 (единичные половины триггеров обозначены штриховкой).

Кроме того, оц содержит цепь пз связанных последовательно элементов «ИЛИ» 12 — 15, элементы «I-1ЕТ» 16 — 19 и ключи (элементы

«И») 20 — 22. Общий вход устройства обозначен позицией 23. Вторые входы элементов

«ИЛИ» 12 —:14 связаны с единичными выходами триггеров 3 —:-5 счетчика 1.

Управляющие (блокирующие) входы элементов «НЕТ» 16 связаны с выходами элементов «ИЛИ» 12 —;15. Сигнальные входы элементов «НЕТ» 17 — 19 подключены к единичным выходам триггеров 3 — 5. Выходы элементов

«HFT» 17 — 19 соединены с управляющими входами ключей 20 —:22. Общий вход устройства 23 через элемент «НЕТ» 16 и ключи 20—

22 подключены к счетным входам триггеров

6,7,9и11.

Работа схемы иллюстрируется временными диаграммами, II3 KQTopblx изображены эпюры напряжения (см. фиг. 2). Цифровые обозначения указывают на то, что соответству1ощая диаграмма отображает измепепие сигпяла па выходе элемента, обозначенного па фиг. 1 этой же цифрой (для триггеров пя е>IIIIII »o» выходе). При работе устройства предполагается, что цифры, записанные в триггерах

6 — 11, имеют следующий вес: для триггера 6 — 2

7 — 2 —

8 — 2 —

9 — 2 — з

10 2 — 4

11 — 2 " так что число, записанное в этом счетчике, представляет собой двоичную дробь.

Работа устройства проис одит следующим образом.

В исходном состоянии все триггеры устройств находятся в пулевом состоянии. При этом на входы всех элементов «ИЛИ» 12 —:15 поступают нулевые сигналы и выходные сигналы этих элемептов также имеют нулевое значение. Поэтому с управляющих входов элементов «НЕТ» 16 —:19 запрещающие сигналы сняты и элемепты открыты. Однако па других (сигнальных) входах этих элементов имеются -нулевые сигналы, так как триггеры 3 —:5 находятся в нулевом состоянии. Следовательно, сигналы па выходах указанных элементов «НЕТ» также имеют нулевое значение и ключи 20 —:22 в исходном состоянии оказываются запертыми.

Первый импульс с общего входа 23 поступает на элемент «НЕТ» 16, ключи 20 —:22 и триггер 3, и вследствие того, что переброс

65 триггера 3 имеет некоторое запаздывание относительно момента его запуска, импульс успевает пройти через элемент «IIFT» 16 и поступает на вход триггера 6, переводя его в едипичпое состояние. Вследствие того же запаздывания к моменту поступления импульса с входа 23 на ключ 20 этот ключ оказывается закрытым и входной импульс через него не проходит. Как правило, имеющееся запаздывание триггеров достаточно для надежной работы устройства, в особенности, если ключи

20 — 22 и элемент «НЕТ» 16 импульсно-потенциальные. Если же естественной задержки недостаточно, то па выходах триггеров для задержки можно использовать, например, интегрирующие КС-цепи.

Таким образом, после прихода первого импульса в верхнем (по схеме) счетчике записаII0 число 1,00000 (запятой, как это обычно принято, отделена позиция с весом 2 от позиций с весом 2 —, 2 — ...) . .На нижнем счетчике (счетчик 1) записано число 001 (младшие разряды справа). При этом на входы элемента «ИЛИ» 12 и элемепта «НЕТ» 17 поступает единичный сигнал. На выходе «ИЛИ» 12 сигнал также имеет единичное значение и, следовательно, элемент «НЕТ» 16 закрыт. Единичный сигнал с триггера 3 через открытый элемент «НЕТ» 17 попадает на управляющий вход ключа 20 и открывает его.

Второй импульс через открытый ключ 20 попадает на счетный вход триггера 7 и переводит его в единичное состояние. При этом вследствие того, что счетчик является вычитающим, триггер 6 перейдет в пулевое состояние, т. е. в счетчике будет записано число

0,1000000. В счетчике 1 по окончании переходных процессов окажется записанным число 010. Единичный сиг11ал с триггера 4 через открытый элемент «НЕТ» 18 откроет ключ 21.

Этот же сигнал через элементы «ИЛИ» 13 и

12 закроет по управляющим входам элементы

«НЕТ» 17 и 16, а элемент «НЕТ» 17, в свою очередь, будет держать запертым ключ 20.

Очередной импульс через открытый ключ

21 поступает па счетный вход триггера 9, в верхнем счетчике записывается число 0,01100.

По окончании переходных пропусков в счетчике 1 будет записано число 011. Единичные сигналы с элементов «ИЛИ» 12 и 13 будут попрежпему держать элементы «НЕТ» 16, 17 и, следовательно, 18 запертыми. Ключ 21 остается открытым.

Четвертый импульс через ключ 21 записывает в верхнем счетчике число 0,010000.

В нижнем счетчике установится число 100.

Единичный сигнал с триггера 5 через открытый элемент «НЕТ» 19 отпирает ключ 22. Этот же сигпал через элемент «ИЛИ» 16 и дя,лее

13 и 12 поступает на блокирующие входы элементов «НЕТ» 18, 17 и 16, которые, в свою очередь, держат запертыми ключи 21 и 20.

Лпалогичцым образом, прослеживая работу схемы, можно убедиться, что вплоть до поступления восьмого импульса, ключи 21 и 20

403070

Номер поступившего импульса в виде в виде двоичной правильной дроби дроби

1,00000

0,10000

0,01100

0,01000

0,00111

0,00110

0,00101

0,00100

1/2

3/8

1/4

7/32

3/16

5/32

1/8

23 остаются закрытыми, ключ 22 открытым, и поступающие па вход 23 импульсы последовательно записывают в верхний счетчик числа:

0,00111, 0,00110, 0,00101, 0,00010, в нижнем счетчике при этом реализуются числа 101, 110, 111, 000 и следует перенос в следующий разряд.

Таким образом, работу схемы можно показать в таблице:

Число, записанное в счетчике после поступления импульса

График зависимости изменения числа, записанного в верхнем счетчике, от числа поступивших импульсов, приведен на фиг. 3. Там

1 же приведен график кривой — (n — число п поступивших импульсов).

1

1 ! !

1

1

1

I

Из фиг. 3 видно, что предлагаемое устройство по существу выполняет кусочно-линейную

1 интерполяцию строгой зависимости Х =— п узлами в точках 2", Предмет изобретения

Счетное устройство с представлением количества поступивших импульсов в форме об10 ратного числа, состоящее из суммирующего счетчика импульсов и узла определения обратного числа, orëè÷àþùååñÿ тем, что, с целью повышения частоты следования входных импульсов и упрощения устройства, узел

15 определения обратного числа содержит вычитающий счетчик, ключи, элементы «ИЛИ», «НЕТ» по числу триггеров суммирующего счетчика, прп этсгм элементы «ИЛИ» соединены последовательно, второй вход каждого из

20 этих элементов соединен с единичным выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика, выход элемента «ИЛИ» подключен к блокирующему входу элемента

«НЕТ», через который единичный выход триг25 гера суммирующего счетчика связан с управляющим входом ключа, другой вход которого соединен с общим входом устройства, выходы ключей связаны со счетным входом каждого второго триггера вычитающего счетчика, а

30 вход триггера старшего разряда — с выходом первого элемента «НЕТ» непосредственно.

403О70

Ф//г. 2 —,1(О 10

000101

0 1 Z S // 5 S 7 8 (/ //

//мпул сад)

Фиг. 5

Редактор Н. Коган

Корректор Л. Корогод

Техред T. Миронова

Заказ 461/14

Тирани 780

Подписное

Изд. № 1004 (0 я(00010

12

1//

22

У

Типография, пр. Сапунова, 2