Цифро-аналоговое вычислительное устройство

 

и 11 475634

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.02.73 (21) 1883473/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.06.75. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 19.09.75 (51) М. Кл. G 06j 3 00

Йсударств"нндЯ но интеT

Совета Министров СССР по делагл изобретений и открытий (53) УДК 681.142(088.8) (72) Авторы изобретения

М. А. Дуда, 3. И. Домбровский и P А. Дуда (71) Заявитель (54) ЦИФРО-АНАЛОГОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники, в частности к системам централизованного контроля и управления или к цифро-аналоговым вычислительным комплексам.

Известно цифр о-аналоговое множительное устройство, содержащее регистры множимого и множителя, источники тока, пропорциональные весам разрядов сомножителей, и ключи.

В этом устройстве выходы регистров множимого и множителя соединены соответственно с вертикальными и горизонтальными шинами матрицы, состоящей из схем совпадения и ключей, а источники тока через ключи, управляемые схемами совпадения, соединены с выходом устройства и через резистор с земляной шиной.

Однако при помощи известного устройства невозможно выполнять операции сложения. вычитания, деления и сравнения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Для этого в устройство введены блок управления, дополнительные ключи, усилитель, цифро-управляемые резисторы, схемы «ИЛИ», «ИЛИ вЂ” НЕ», триггеры знака каждого числа, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, выходами соединенного с соответствующими входами блоков вывода кода первого и второго чисел и управляющими входамн ключей, через которые соответствующие источники тока соединены с нагрузочным резистором, третий вход блока управления соединен с входной шиной умножения, первым входом схемы

«ИЛИ вЂ” НЕ» и вторыми входами схем «И» первой группы, четвертый вход блока управления соединен с входной шиной деления, вторым входом схемы «ИЛИ вЂ” НЕ» и вторыми входами схем «И» второй группы. выход схемы «ИЛИ вЂ” НЕ» соединен с соответствующим входом блока вывода кода первого числа, выходы первых схем «И» первой и второй групп соединены с первыми входами соответствующих схем «ИЛИ», вторые входы которых соединены с входной шиной сложения и пятым входом блока управления, выходы схем

«ИЛИ» соединены с первыми разрядными входами соответствующих цифро-управляемых резпсторо», другие разрядны; входы цпфро-управляемых резисторов соединены с выходами схем «И» соответствующих групп, кроме первых схем «И» каждой группы, управляющий вход цифро-управляемого резистора, соответствующего первой группе схем «И», соединен с выходами ключей, а управля:ощпй вход цифро-управляемого резистора, соответствующего второй группе схем «И», сосдпнсн с выЗЭ ходпой клеммой устройства и выходом усплп475634 теля, вход которого соединен с выходами цифро-управляемых резисторов.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Цифро-аналоговое вычислительное устройство содержит регистр 1 первого числа с триггером 2 знака, регистр 3 второго числа с триггеро» 4 знака, блоки 5 и 5 вь.вода кода, схемы «И» 6 — бь «ИЛИ» 7> и 7, «ИЛИ вЂ” НЕ» 8, блок управления 9, источники тока 10ь 10>, II„ II>, 12 и 12 одной полярности, пропорциональные весам разрядов каждого из регистров, и источники тока 13> и 13> другой полярности, пропорциональные сумме весов разрядов каждого из регистров, ключи 14> и 14>, резистор 15, усилитель 16, управляемые резисторы 17> и 17 .

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Пусть числа, над которыми выполняются арифметические операции, записаны в регистрах 1 и 3, а их знаки — в триггерах 2 и 4 соответственно.

Если, например, разрешающий потенциал на шине сложения 18, то на выходе схемы

«ИЛИ вЂ” IE» 8 единичный потенциал, который разрешает работу блока 5> вывода кода.

При этом на выходах блоков 5 и 5 вывода кодов, управляемых соответствующими шинами управления вывода прямых и обратных кодов блока управления 9, прямые коды в случае продолжительных чисел или обратные коды в случае отрицательных чисел в регистрах

1 и 3, которые включают соответствующие источники тока 10ь 11 и 12 и 10, 11, 12 одной полярности. При этом, если числа в регистрах 1 или 3 отрицательные, то на соответствующих выходных шинах блока управления

9 будут сигналы, которые включат соответствующие источники тока 13> и 13> другой полярности. Падение напряжения от включенных источников тока на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого равен «1», так как только на выходах схем «ИЛИ» 7> и 7 единичные сигналы. В результате на выходе устройства образуется напряжение соответствующего знака, которое пропорционально сумме или разности двух чисел.

В случае, если, например, разрешающий потенциал на шине умножения 19, то на выходе схемы «ИЛИ вЂ” HE» 8 нулевой потенциал, который запрещает работу блока 5, вывода кода. При этом на выходе блока 5> вывода кода, управляемого в зависимости от знаков чисел в регистрах 1 и 3 шинами управления вывода прямого и обратного кода блока управления 9, прямой код в случае, если оба числа положительные или оба числа отрицательные, или обратный код и случае, если одно число положительное, а другое отрица5

60 тельное, который включит соответствующие источники тока 10, 11 и 12 одной полярности.

В случае, если одно число положительное, а другое отрицательное в регистрах 1 и 3, то на соответствующей выходной шине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 13> другой полярности.

Падение напряжения от включенных источников тока на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого равен отношению постоянного обратного сопротивления резистора 17> к переменному входному сопротивлению резистора 17(, управляемого выходами схем «И» 6> и «ИЛИ»

7ь так как на одни выходы схем «И» 6 и бз поступает сигнал разрешения выполнения операции умножения, а на другие — выходы разрядов регистра 1. B результате на выходе устройства образуется напряжение соответствующего знака, которое пропорционально произведению двух чисел.

Если, например, разрешающий потенциал на шине деления 20 и в регистре 1 — делитель, а в регистре 3 — делимое, то на выходе схемы «ИЛИ вЂ” НЕ» 8 нулевой потенциал, который запрещает работу блока 5, вывода кода. При этом на выходе блока 5> вывода кода, управляемого в зависимости от знаков чисел в регистрах 1 и 3 шинами управления вывода прямого и обратного кода блока управления 9, прямой код в случае, если оба числа положительные или оба числа отрицательные, или обратный код в случае, если одно число положительное, а другое отрицательное, который включает соответствующие источники тока 10, 11 и 12 одной полярности. В случае, если одно число положительное, а другое отрицательное в регистрах 1 и 3, то на соответствующей выходной шине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 13> другой полярности. Падение напряжения от включенных источников тока на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого равен отношению переменного обратного сопротивления резистора 17 к постоянному входному сопротивлению резистора 17ь

Переменный обратный резистор 17> управляется выходами схем «И» 6 и «ИЛИ» 7, так как на одни входы схем «И» 6 и 6 поступает сигнал разрешения выполнения операции деления, а на другие — выходы разрядов регистра 1. В результате на выходе устройства образуется напряжение соответствующего знака, которое пропорционально делимому двух чисел.

В случае операции сравнения необходимы числа в регистрах 1 и 3 с разными знаками и разрешающий потенциал на шине сложения

18. Большее из чисел определяет знак напряжения на выходе.

475634

b + c С 2 " вых—

m=1

25 — ((— 1)+7) 2 = — 12.

50

Формула, характеризующая работу цифроаналогового вычислительного устройства, следующая где U„„, — напряжение на выходе устройства;

1|| — ток, пропорциональный весу младшего разряда регистра;

R — сопротивление резистора нагрузки источников тока; т — количество разрядов первого регистра; и — количество разрядов второго регистра;

С, — равно «1» и «О» для разряда, находящегося в состоянии «1» и «О» соответственно; а — коэффициент, равный единице при сложении и нулю при умножении и делении;

b — коэффициент, равный единице при сложении и делении и нулю при умножении;

d — коэффициент, равный единице при сложении и умножении и нулю при делении; с — коэффициент, равный единице при умножении и нулю при сложении и делении; е — коэффициент, равный единице при делении и нулю при сложении и умножении.

Пусть, например, необходимо выполнить арифметические операции сложение, умножение и деление над трехразрядными двоичными числами 1-010 и — 110, записанными в регистрах 1 и 3 соответственно, если величины токов источников 10, 11, 12 отрицательной полярности и равны в соответствии с кодом

«1», «2», «4» условным единицам, а величина тока источнка 13 положительной полярности и равна «7» условным единицам.

Если разрешающий потенциал на шине сложения 18, то на выходе схемы «ИЛИ—

НЕ» 8 единичный потенциал, а на выходах блоков 6| и 5> вывода кода, управляемых соответствующими шинами управления вывода прямого и обратного кодов блока управления

9, коды «010» и «001», которые включат источники тока 11| и 102 отрицательной полярности. При этом на соответствующей выходной шине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 13> положительной полярности, так как число в регистре 3 отрицательное. Падение напряжения от включенных источников тока 111, 102 и 132 на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого равен 1. В результате на выходе устройства образуется напряжение, равное « — 4» условным единицам: — ((— 2) + (— 1) + 7):= — 4.

В случае, если разрешающий потенциал на шине умножения 19, то на выходе схемы

«ИЛИ вЂ” HE» 8 нулевой потенциал, который запрещает работу блока 5| вывода кода. При этом на выходе блока 5. вывода кода, управляемого шиной управления вывода обратного кода блока управления 9, код «001», которьш включит источник тока 102 отрицательной полярности. Так как числа в регистрах 1 и 3 разнополярные, то на соответствующей выходной шине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 13 положительной полярности. Падение напряжения от включенных источников тока 10> и

13 на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, коэффициент передачи которого раьен 2. В»а выходе устройства образуется напряжение, равное « — 12» условным единицам:

Если разрешающий потенциал на шине деления 20, то на выходе схемы «ИЛИ вЂ” HE» 8 нулевой потенциал, который запрещает работу блока 5| вывода кода. Прп этом на выходе блока 5 вывода кода, управляемого шиной управления вывода обратного кода блока управления 9, будет код «001», который включит источник тока 10> отрицательной поляркости. Так как числа в регистрах 1 и 3 разнополярные, то на соответствующей выходной шине блока управления 9 будет сигнал, который включит источник тока 13 положительной полярности. Падение напряжения от включенных источников тока 10. и 13 на резисторе 15 поступает на вход усилителя 16, 1 коэффициент передачи которого равен

В результате í" выходе устройства образуется напряжение, равное « — 3» условным единицам: — ((— 1) + 7): — — — — 3.

Предмет изобретения

Цифро-аналоговое вычислительное устройство, содержащее регистры первого и второго чисел, разрядные шины каждого из которы: через соответствующие блоки вывода кода соединены с первыми входами соответствующих каждому числу групп ключей, вторые входы каждого пз которых соединены с соотБетствуlощим каждому ключу источником тока, выходы ключей обеих групп соединены с одним из выводов нагрузочного резистора, другой вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, разрядные шины первого числа соединены с первыми входами схем

475634 19

7д га

ЦНИИПИ Заказ 2261/12 Изд. ¹ 1553 Тираж 679 Подписнои

Типография, пр. Сапунова, 2

«И» двух групп, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок управления, дополнительные ключи, усилитель, цифро-управляемые резисторы, схемы

«ИЛИ», «ИЛИ вЂ” НЕ», триггеры знака каждого числа, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, выхода ми соединенного с соответствующими входами блоков вывода кода первого и второго чисел и управляющими входами ключей, через которые соответствующие источники тока соединены с нагрузочным резистором, третий вход блока управления соединен с входной шиной умножения, первым входом схемы «ИЛИ вЂ” HE» и вторыми входами схем «И» первой группы, четвертый вход блока управления соединен с входной шиной деления, вторым входом схемы

«ИЛИ вЂ” HE» и вторыми входами схем «И» второй группы, выход схемы «ИЛИ вЂ” IE» сосдинен с соответствующим входом блока вывода кода первого числа, выходы первых схем

«И» первой и второй групп соединены с первыми входами соответствующих схем «ИЛИ», вторые входы которых соединены с входной шиной сложения и пятым входом блока управления, выходы схем «ИЛИ» соединены с первыми разрядными входами соответствующих цифро-управляемых резисторов, другие разрядные входы цифро-управляемых резисторов соединены с выходами схем «И» соответствующих групп, кроме первых схем «И» каждой группы, управляющий вход цифро-управляемого резистора, соответствующего пергой группе схем «И», соединен с выходами ключей, а управляющий вход цифро-управляемого резистора, соответствующего второй группе схем «И», соединен с выходной клеммой устройства и выходом усилителя, вход которого соединен с выходами цифро-управляемых резисторов.