Элемент однородной вычислительнойструктуры

 

) !

ОПИСА ГИЕ

ИЗОБезЕТЕ Н ИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

» 432679

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидстсльства— (22) Заявлено 07.04.72 (21) 1770598/26-9

151) 1 !. К,-, Н ОЗК 19/00 с присоединением заявки №-Гасударственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений н аткрытий (32) Приоритет—

Опубликован!) 15.06.?4. Бюлг!Степь ¹ 22 (53) УДК 621.374.32 (088.8) Дата опубликования описашгя 21.04.75 (72) Авторы изобретения

Л. М. Губарев, В. В. Рейхер и А. 3. Струков (7!) Заявитель

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) ЭЛЕМЕНТ ОДНОРОДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ

СТРУКТУРЫ

Изобретение относится к области вычислительной техники и цифровой высокочастотной автоматики и может быть использовано при построении радиоимпульсных однородных вычислительных структур, предназначенных для обработки высокочастотных сигналов, носителем информации в которых является фаза колебаний.

Известен элемент однородной вычислительной структуры, содержащий функциональную и настроечную части.

С целью повышения быстродействия, снижения потребляемой мощности, повышения помехоустойчивости и расширения функционал!НН1х возможностей предлагаемый элемент содержит идентично построенные фу нкциональный II настроечный емкостиыс парамстроиы, состоящие из катушки индуктивности с отводом от средней точки, двух варикаиов и двух диодов, и два транзистора, причем в каждом смкостном параметроне отвод от средней точки подключен к шине отрицательного напряжения смещения, аноды варикаиов и диодов соединены с крайними выводами атушки пидуктивности, катоды варикапов подкл10 !си1! к 1nи!10 1!си!1)срывных напряже11!!й накачки, катоды д1и)!0H подключены и шине видеоимиульсного напряжения тактовой частоты и через резистор — к другой шиис отрицательного напряжения смещения, при этом прямой и инвсрсивный выходы настроечного сикостиого и11рямстрона сосдинсиь! с инвсрс5 ным выходом функционального смкостного иарямстрона, каждый через двя последовательно соединенных резистора, к точкам сосдинения кОтОрых подк110 1снь1 коллсктОра ми по одному транзистору, эммитсры последних соединены с общей шиной, а каждая база чсрсз резисторы подключена к своей шине, уffравляющего напряжеьи!.

На фиг. 1 приведена принцииилльная схс15 ма предлагаемого элемента однородной вычислительной структуры; ил фиг. 2 — временные соотношения между напряжениями.

Предлагаемый элемсHT содержит функци20 опальный илрлмстрон I. нлстросчный парямстрОн 2, прямыс входы (Выходы) 3! — 3 и илрамстронл функционлльной члсти, инверсные в. оды (выходы) Зи., — Зт пара.,!Страна функциональной !асти, входы 1 — 7 управления, вярикяпы 8 — 11, катушки 12 и 18 индуктивности, диоды 1-1 — 17, резисторы 18 — 25, транзисторы 26 и 27,;„— напряжение сме-!

1 и С Н I I Я, 1. и — H I l P Я ж 0 H И 0 Н и К Я Ч К И, (J д— опорное напряжение частоты субгармоники

30 (!Нскретл) .

4"26 9

Ня фиг. 2 приведены временные соотношения между напряжением накачки, опорным напряжением частоты субгармопикп (дискретной) п видсопмпульсным няп;?я?ксн!«сх! тактовой частоты, а так?ке между панряжс— пнями субгармонпкп Г и L „, параметров функциональной и настроечной части (фаза

«0» -- сплошная линия, фаза л - — — пунктир) прн ряоотс пх В первом и втором тактах соотвстстгеино.

В рабочем состоянии на элемент одноро..l,ной ьычпслитсльной структуры поданы непрерывное Ita!tI?st»(el!I:c !tat(3

Uc», необходимо для 13ыбора рабочей точки на вольт-фарадной характеристике варикапов

8 — 11.

Смс!цснис Япряжсш«я с. ;,„на диодах

14 — 17 Выбирастся таким образом, что прп

От с ут ГT I3 I t I I 13 и д с О п 3 I и у, 1 1> с НОГО и я и р я ж с н и 51 H я входах 4 II 7 уttpanacHltH они открываются и

«пунтп13уloT катушки 12 и 18 ппдуктиВ;!Ости соответственно. Прп 3TOIH В контуры Н3раметро юв 1 и 2 вносится большое затуханис, условия «юзбуждспия субгярмопики в параметроН3х ис выполня!отея, т. с. субгармон««чеСКИС КОЛСОЯНИ51 НС ВОЗНИКЯЮТ (Г>НС ЗЯВИСИЪ!Ости от того, какие потенциалы t!0; t t p a 13. t c H t l st ), В этом сост05!Нип элемент Од«IOI?01íott вьlчислптел!.Вой структурь« вьп!Олняст функцию разрь!13а цепи в канале передачи сигналов.

Выбор необ. одпмого такта" ряооты элемента однородной вычислительной структуры производится путем подачи на вход 4 управления Ги«дсоимпульсного напряжения первого, второго плп третьего тактоь (см. фиг. 2, t, U„, !. „,„). В моменты присутствия на входе 4

1!Оло?1 .1!тсл bl1 ых и 3!иv 7 ьс013 д«!Оды 14 t 15 3 якры«33!(?тс51, 3 парамстрон 1 возбу?кда,тся.

Если на Вход 7 Впдсои»«y bc»oc напря?кение не !юступаст, то вне зависимости от того, какие потснцпалы поданы на Входах 5 II 6 элемент 0;t,породной вычислительной структуры выполняет: фуш(цшо сосдипсппя в цепи передачи сигналов в однородной вычислительной

cтpуктy!?с, КОГ.«а на Один из п!?si >1ых В?:<3;toВ (выходов) 8,— 3 и поступает сигнал, а выходной сигна, . снимается с другого прямого выхода; логическую опсрацшо «НЕ», когда пя один пз ВКОдОВ 8! — 8 ц !!Оступает сигнал, 3 выход«!Ой сигнал снимается с одного пз инверсных выхо, ов 8 >и — 8,х, и когда Входной сигнал;юступает на инверсный в?од парамсТроНа, a cHl! !Hañòñÿ с !! psotnt o;,ia?i(op!!тя !?ную оперaцшо, когда на сго сигнальные Входы (выхо lbl) 8,— -8 t; поступает псчстнос количество (lii»aлов, а вы. одной сигнал снп taeTcя с одного из прямых вь!ходов; мажоритарную операцшо с инверсией, сели па входы 8! — 8,ц посту! Iàcò нечетное количество сигналов, а

Г>

10 !

2!3

2в> зо

i) 3

65 выходной сигнал снимается с одного из инt3cpcIII>Ix выходов 8 ц, — 3,v.

Выбор такта возбуждения параметрона 2 настроечной части осуществляется путем uo;l3 lH Впдсоимпульсного напряжения на Вход 7

yttpat3;tc«!«Is!. В моменты присутствия на входс

7 положительных видсоимпульсов диоды 16 и

17 закрываются, и пара IcTpo«i 2 возбуждается 13 одной и той же фазе, которая ?ксстко онрсделястся фазой непрерывного о lop!lot t? напряжения частоты cóáãað3toíèêè (дискретной) U„ïîñòóïàloùåãî на ш версный вход (выход) параметрона 2.

Для обеспсчсш!я выполнения элсмеtt Т031 од .юродной вычислительной структуры логи lect(ktx функций «И», «ИЛИ», «И — HE», «ИЛИ вЂ” НЕ» необходимо так выбирать такты видсоимпульсных напря?ксний, подаваемы на параметроны 1 и 2, чтобы параметрон 2 настроечной части всегда возбуждался в такте, предшествующем такту возбуждения параметрона 1. Например, парамстроп 1 работает во втором такте (фпг. 2, U„„), а парамстроп

2 — в первом такте (фиг. 2, Ь",,).

Г1р! подаче разрешающего (положительного) потенциала на вход 5 и заире!ца!Ощегс? (пулевого) па в од 6 транзистор 26 открывается, переходит в режим насыщения и подключает точку сосдинс!шя резисторов 20

21 к общсй шине, а транзистор 27 запирается.

Тяк! м образом, прямой Выход пярямс!рона 2 оказывается отключенным, я инверсный по,«клк? и и к инверсному входу пярямстропя 1. и рядиоимиульснос опорное напряжсни чав стот«! субгярмоники (дпскрста) фазы,t, шярябатывасмое парамстро««ом 2, постуltacT пя пярямстро:! 1.

В 3T031 C 1, 13С Элс« !СIIT о IHopo HIOH ttbtHIICлительиой структуры выполняет: операцию

«ИЛИ» от двух tcpcit et! tt t tх, если Входные

c:1ГН«!ль! поступают на два каких-либо прямых входа 81 — 8>ц, а выходной clllнял снимается с одного из прямых выходов; операцшо «ИЛИ-1IE», когда входные сигналы поступают ita (Н3а каких-л;:!бо прямых вида 8! — 3 ц, я вы. одной сигнал снимается с одного из инвсрссных выходов 8.ц ..; — — -8х.

При подаче разрешающего (положительного) потенциала на Вход 6 управления и запрещающего (нулевого) на вход 5 управлеп!«я транзистор 27 открывается, переходит в режим насыщения и подключает точку соединения резисторов 22 и 28 к общей пшне, 3 транзистор 26 запирается. Прп этом ii!ivcpcный выход параметрона 2 оказывается отключенным, а прямой — подключен к инверсному входу параметрона 1, и рядиопмпульснос опорное напряжение частоты субгармоникп (дпскреты) с)?азы «0», Гыраоатывасмое парямстроном 2, поступает на паря" tcTpoH 1.

Б этом случае элемент однородной вичислительной структуры выполняет: операцию

«И» от двух псреме«1ных, если;«ВЯ .!кодных сигнала поступают на входы (Выходы) 432679

45

55,>! — 8.!1, и ВЬ!ХОДНО!! СИГНЯЛ CF!И!>13ЕТСЯ С ОДного из прямых выходов; операцию «И — HE», если два входных сигнала поступают HB Вхо > ды 8! —, q а выходной сигнал сш1мастся с одного из IIFIBcpcFIhix выходов 3!! — 8v.

Элемент однородной вы шслитсльной структуры выполняет функцию памяти . В этом случае сигнал, подлежащий запоминашпо, поступает от висшисго источника на прямой или инверсный вход парамстропа функциональной части, а иа вход 4 управления подается разpeFliBi0!iI«II потенциал. Параметрон 1 ьозбуждастся и осуществляет функцию запоминания.

Списывание двоичной информации осуществляется при помощи параметрона 2, на вход 7 управления которого подается видсоимпульсное напряжение первого, второго или третьсго тактов. Списывасмь!!! сигнал снимается с вывода Г,;, параметрона 2 в прямом или обратном кодс в зависимости от того, на какой из у:!равляющих входов 5 или 6 поступает разрешающий потенциаз.

Таким образом, обя>см настрое !ной информации для элемента однородной вычислительной структуры !Ic зависит от количества направ !С1п!!! перс 1а-l!1 сигналов в структуре, а настройка функциональной части эл мента однородной вычислительной структуры на вы1юлисиие заданной функции происходит коммутацией видсоимпутlhcHhlx иа! ряжений и опорных l!Bi!psiжсний частоты субгармопики (дискрст) .

В иарамстроне (генераторе субгармон!1чсских колебаний) используются LC-структуры в отлич! с от РС-структур, иа кoTopblx построены потенциальные и импульсно-поте!1цпальпыс элементы. Поэтому мощность накачки, расходуемая только на компснсацшо ма Iblx потерь в контуре параметрона (генератора субгармоничсских колебаний) и на поддержание колебаний субгармоники, значительно меньше, чем мощность, потребляемая потенциальными и импульсно-потенциальными функциональными элементами, и составляет приблизительно 1О,!!Вт ири добротностях контуров иарамстронов (генераторов субгармоничсских колебаний) Q=10 — 50.

Время установления и спада амплитуды и фазы субгармошгчсских колебан!ш обычно составляст 5 — 10 периодов частоты накачки, и при выборе частоты накачки в диапазоне

1 — 3 МГ11 тактовая частота работы элемента однородной вычислительной структуры составляст 50 — 200 МГц.

Фазовый принцип представления двоичной информации и фазоизоирательные свойства параметров (генератора субгармонических колебаний), используемого в функциоиB.ihíîé части элемента Однородной вы шслитсльной структуры, обеспечивают его высокую i!oxicxo10

Зо

40 устойчивость. Парамстрон (генератор суогармоничсских колебаний) чувствителен только в псрвоначальный момент возбуждения субгармоники к нл!схс, которая синфазна или противофазна с поступающим сигналом, и абсолютно нечувствителен к иомсхс, фаза которой является ортогональной к постуиающсму сигналу.

П 0 сл с В Оз б > i! ;1! I i l H с у 0 Г 3 р .> О! и ч с с к ! х Колебаний и B p B.",. трон (генератор субгар моничсских колебаний) практи !Секи нечувствителен к пом xjlxl. Время возбуждения параметрона (генератора субгармонпческих колебаний) практически составляет 2 — 4 llcpIIo;jB 113качки li гссьма ма10 ио сравнению с периодом тактовой частоты. Поэтому вероятность наличия иом xl! c амплитудой, сравнимой с амплитудой сигнала 11 фазой, противоположной Fj!

В отличие от парамстрона (генератора суогBpх10н и !секи 1 . ко 1 с 03 и ий ) и мну 1 ьснl>! с li

I! X>f I! )> I > C l O -! l O T C H i I l i I bi! b) C зуемые в функциональной части элсмситов одноро.;иых вычислительных структур, чувствитсл! нь! 1; импульсным помсxàì в Tcчснпе всего врем!спи и; работы.

Прс 1ìcò изобрстсния

Элсмгч1т однородной вычис:»Tc. f>I!0!I структуры, со:;с ржа и:!й функц!!опальную и настросч !у!о части, отлlfчп1оци!1ся тем, что, с цельк1 повышения быстродействия, сиижсниll потрсбляс»oй мощности, повышения иомехоу>стойчивости. рас!иирсния функционалbHL!x возможностеи, ои содержит идентично построенные функц;опальный и настроечиьш емкостпые парамстроны, состоящие из кату11ки индуктивности с отводом от средней точк 1, двух варикапов и двух диодов, и два транзистора, причем в каждом смкостном параметроне отвод QT средней точки подключен к шиис отрицательного напряжсш!я смещеиия, аноды варикапов и диодов соединены с крайнимп

ВЫВОДаМИ KBT)!IIIIКТИВИОСТИ, Като;IЫ В3рикапов подключены к шине непрсрывного напряжения накачки, катоды диодов подключены к шине видсоимпульсного напряжения тактовой частоты и через резистор — к другой шине отрицательного напряжения смещения, при этом каждый прямой и инверсный выходы настроечного емкостного парамстро!13 соединены с инверсным выходом функциона-.i>ного емкостного параметрона чсрсз два иослдовательно соединенных резистора, к точкам соединения которых подключены коллекторами по одному транзистору, эмиттеры которых соедш1с ы с оощсй ипи!о!!,;l кагкдая база через резисторы иодключсliB . Своей шине уиравл1 юиlci о нг!!тр!!жени!!.

432679 — см т и

Уд

VVnã

Подписное

Заказ 250/567 Изд, № 1724 Тираж 811

Ц1-1ИИПИ, Москва, 7К-35, Рау нскаи наб,, д, 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»