Многовходовый одноразрядный двоичный сумматор

 

ВСЕг ОЮЗНАя

ПЛТЦТ бф (< >) 462179

ОП И С НЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.05.73 (21) 1919721/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 28.02.75. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 23.07.75 (51) М. Кл. G 06f 7/50

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 681 325 5 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

К. Б. Норкин и Н. Л. Логунова

Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявитель (54) МНОГОВХОДОВЫЙ ОДНОРАЗРЯДНЫЙ ДВОИЧНЫЙ

СУММАТОР

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, предназначено для одновременного сложения п входных сигналов и п единиц переноса и может использоваться в специализированных вычислительных устройствах, в частности для параллельного преобразования многоразрядных двоично-десятичных чисел в двоичный код.

Известны многовходовые одноразрядные двоичные сумматоры, содержащие последова- 10 тельно соединенные операционные усилители с резистивными масштабными элементами во входных цепях и в цепях обратной связи (входная группа рези стиви ых масштабных элементов включена между входными клем- 15 мами сумматора и суммирующей точкой первого операционного усилителя), пороговые элементы и диоды.

Предлагаемый сумматор отличается от из- 20 вестных тем, что в нем суммирующая точка первого операционного усилителя через дополнительный входной резистивный элемент переноса соединена с входной клеммой переноса, суммирующая точка второго операци- 25 онного усилителя соединена с анодами диодов, которые катодами подключены через соответствующий пороговый элемент к выходу первого операционного усилителя, последний через дополнительный масштабный элемент 30 обратной связи соединен с суммирующей точкой третьего операционного усилителя.

Это позволяет упростить конструкцию и увеличить быстродействие сумматора.

На чертеже приведена схема предлагаемого сумматора, Сумматор содержит три операционных усилителя 1, 2 и 3 с резистивными цепями 4 обратной связи, резистивные масштабные элементы 5, дополнительный масштабный элемент 6 обратной связи, пороговые элементы

7, диоды 8, входные резистивные масштабные элементы 9, дополнительный входной резистивный масштабный элемент 10 переноса.

Суммирующая точка операционного усилителя 1, в обратной связи которого стоит масштабный элемент (резистор) с сопротивлением R, соединена через входные масштабные элементы (резисторы) 9, сопротивление каждого из которых равно 2.п К с входными клеммами сумматора п исходных чисел

Хь Хз, ..., Х,и через масштабный элемент 10 переноса (резистор), сопротивление которого равно 2 R, с входной клеммой переноса Z, а его выход соединен через дополнительный масштабный элемент 6 обратной связи (резистор) с суммирующей точкой операционного усилителя 3, в обратной связи которого стоит также масштабный элемент (резистор), и с операционным усилителем 2, выход которого

462179

20

40 через соответствующий масштабный элемент (резистор) соединен с входом операционного усилителя 3.

Сумматор работает следующим образом.

На входы операционного усилителя 1 поступают сигналы Хь Х, ...,Х, представлен,ные либо уровнем напряжения U, либо О, и сигнал переноса Z, представленный уровнем

U напряжения — К (К=О, 1, 2, ..., и и соответи ствует количеству единиц переноса). С выхода операционного усилителя 1 суммарное напряжение поступает одновременно на масштабный элемент (резистор) 5 и,пороговые элементы 7, порог срабатывания каждого из

U которых равен — i (i=0, 1, 2, ...,а). п

Порог срабатывания каждого следующего порогового элемента 7 отличается от предыU дущего на .величину —. На выходе операции онного усилителя 1 каждый входной сигнал

Х (i=1, 2, ..., n) появляется с коэффициен1 том, а сигнал переноса Z — с коэффициен2и

1 том —. Таким образом, выходное напряжение

2 операционного усилителя 1 можно представить в виде — U. — т+ —.= = — U где т — количество двоичных входных сигналов, соответствующих «единице» (О< m<

К вЂ” количество единиц в многоуровневом сигнале переноса (О<К<и).

Если суммарное напряжение на выходе операционного усилителя 1 равно — UI —, то срабатывают первые 1 (i

U элементов 7, каждый из которых равен

n.R и ток через операционный усилитель 2 равен нулю.

Если же суммарное напряжение равно 2i-+- I s — U — ), то тоже срабатывают первые

2и пороговых элементов 7, общий ток через коU i торые равен, ток через масштабный элеи Р, U(2i+ I) мент 5 равен, следовательно, ток

2n R

U через операционный усилитель 2 равен

2и R

Таким образом, напряжение на выходе операционного усилителя 2, соответствующее результату сложения в данном разряде, равно

О при четной сумме входных сигналов и переноса и U при нечетной сумме, что соответствует общепринятым правилам сложения двоичных чисел.

Напряжение переноса в следующий разряд формируется на операционном усилителе 3, в обратной связи которого стоит резистор 4 с сопротивлением R. На резистор подается напряжение с выхода операционного усилителя

1 через масштабный элемент 6 с сопротивлением R и с выхода усилителя 2 через элемент

5 с сопротивлением 2nR. Это напряжение

U.i равно (0

U, т. е. в общем случае перенос в следующий разряд равен — К (0(К(п).

Таким образом, поставленная цель — упрощение устройства и увеличение быстродействия — осуществляется за счет однотактного параллельного сложения входных сигналов и многоуровневого сигнала переноса и одновременного получения результата сложения в данном разряде и многоуровневого переноса в старший разряд.

Предмет изобретения

Многовходовый одноразрядный двоичный сумматор, содержащий три соединенных последовательно операционных усилителя, во входных цепях и в цепях обратной связи которых включены резистивные масштабные элементы, пороговые элементы и диоды, о тличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения быстродействия сумматора, в нем суммирующая точка первого операционного усилителя через дополн ительный входной резистивный масштабный элемент переноса соединена с входной клеммой переноса, суммирующая точка второго операционного усилителя соединена с анодами диодов, которые катодами подключены через соответствующий пороговый элемент к выходу первого операционного усилителя, соединенного через дополнительный масштабный элемент обратной связи с суммирующей точкой третьего операционного усилителя.

462179

Хп ф ° у °

Составитель И. Шелипова

Техред А. Камышникова

Редактор E. Караулова

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1719/4 Изд. № 1206 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5