Компаратор

 

ОП ИСАНИЕ изоы*итии ия

К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.76 (21) 2346474/18-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.78. Бюллетень №7 (45) Дата опубликования описания 25. Q> gg

Союз Советских

Социалистических

Республик

{11! 59450 1

2 (51) и. Кл. (j 06 Р7/04

Государсеениый комитет

Соаата й!инистроа СССР ао делам изооретекий и открытий (53) УДК 681.325. . 53 { 088.8) (72) Авторы изобретения

И. В. Махновский, H. Б. Галган, A. Н. Климов и A. С. Комаров (71) Заявитель (54) КОМПАРАТОР

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления при осуществлении допускного контроля величин, представленных в двоично десятичном коде.

Известен цифровой компаратор, предназначенный для сравнения двух или более чисел и содержащий поразрядные компараторы, два триггера, элементы И и ИЛИ !!). Сравниваемые числа подаются на его вход декадами.

Сравчение разрядов проводится параллельно, а декады вводятся в компаратор последовательно. Недостатком этого компаратора является невозможность одновременного параллельного ввода в него всех разрядов сравниваемых чисел, что снижает его быстродействие.

Наиболее близким к предложенному являетс!я компаратор, содержащий генератор тактовых сигналов, два двоично-десятичных счетчика, каждый из которых состоит из п-декад, выводы двоично-десятичных счетчиков подклю° ены ко входам порогового элемента, а входы соответствующих декад двоично-десятичных .счетчиков соединены между собой и подключены к выходам п-групп элементов И. Недостатком известного компаратора является его сложность и низкое быстродействиеСХ1

Цель изобретения — упрощение компарато. ра и повышение его быстродействия.

Это достигается тем, что он содержнт группы элементов ИЛИ, входы которых соединены с выходами генератора тактовых сигналов, а выходы подключены к соответствующим входам элементов И групп.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Компаратор содержит двоично-десятичные счггчи и и 2, пороговый элемент 3, группы элементов И 4, генератор 5 тактовых сигналов, группу 6 элементов ИЛИ 7, 8 и 9, шины IO параллельного ввода измеряемого числа, шины ! последовательного ввода измеряемого числа. !

5 Устройство работает следующим образом.

В двоично-десятичные суммирующие счетчики и 2 вводится допуск на измеряемую величину в виде двоично-де.-.ятичных чисел: в счетчик I число С-К,в счет ик 2 — число

20 где (. — емкость дноично-десятичного счетчика {, равная емкости счетчика 2, выраженная двоично-десятичным числом;

К вЂ” двоично-десятичное число, равное.нижнему допустимому пределу измеряемой велир

59450I

Количество параллельно соединенных лвоично-десятичных счетчиков 1 и 2 может быть и больше двух. В этом случае функциональные возможности компаратора будут шире. Ои сможет выдавать сигналы о нахождении измеряемых величин уже не в одном из трех интервалов (А6К; К--А =Р; А >Р), а в одном из четырех и более, например Л.= К; КсАР; Р - А Q; А; С1, г д е Я ) Р )

По сравнению с известным в предлагаемом компараторе вместо четырех п-формирователей импульсов средней сложности испол1зую су всего три логических элемента ИЛИ. Предлагаемое более простое исполнение компаратора позволило сократить длительность цикла сравнения, так как в нем быстродействие генератора тактовых сигналов, определяющее быстродействие всего устройства, должно быть лишь на порядок меньше, чем быстродействие триггеров декад счетчиков, а не на два порядка, как в известном устройстве. Зто пониженное на порядок быстродействие тактового генератора объясняется тем, что для сохранения работоспо-собности всего компаратора пятый, девятый, тринадцатый и вообще (4m+1)-ый импульс на выходе генератора может появиться лишь после того, как пройдут восемь импульсов с выхода соответствующего формирователя, вызванные четвертым, восьмым, двенадцатым и вообще 4m-ым импульсом этого генератора (mнатуральное число). Следовательно, длительность периода Т импульсов тактового генератора в предложенном компараторе в 5 — 10 раз меньше, чем длительность периода Т импульсов тактового генератора в известном устройстве.

Длительность цикла сравнения в предложенном компараторе равна Т =15 Т, в известном

1,=4п Т.

Формула изобретения

Компаратор, содержащий генератор тактовых сигналов, два двоично-десятичных счетчи ка, каждый из которых состоит из п-декад, выходы двоично-десятичных счетчиков подключены к входам порогового элемента, а входы соответствующих декад двоично-десятичных счетчиков соединены между собой и подклю4 чены к выходам и-групп элементов И, огли. чаюи1ийся тем, что, с целью упрощения компаратора и повышения его быстродействия, он содержит группы элементов ИЛИ, входы которых соединены с выходами генератора тактовых сигналов, а выходы подключены к соот>о ветствующим входам элементов И групп.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

I. Авторское свидетельство СССР № 444180, укл. (з Об 1 7/04, 11.08.72.

2. Авторское свидетельство СССР № 375641 кл. б 06 F 7/04, 04.01.71, P — двоично-десятичное число, равное верхнему пределу измеряемой величины.

Измеряемая величина в виде двончно.десятичного числа может быть введена в компаратор либо в параллельном, либо в последоаа5 тельном коде. В случае параллельного ввода начинает работать генератор 5 тактовых сигналоа, формирующий импульсы, число которых за цикл сравнения равно максимально возможному суммарному «весу» разрядов декады счетчика, т. е. пятнадцати (I+2+4+8=15). Первый импульс непосредственно поступает на объединенные входы элементов И первых разрядов каждой группы 4, второй и третий импульсы поступают на объединенные входы элементов

И вторых .разрядов каждой группы 4 через элемент ИЛИ 7, импульсы с четвертого по седьмой поступают на объединенные входы элементов И третьих разрядов каждой группы

4 через элемент ИЛИ 8, импульсы с восьмого по пятнадцатый поступают на объединенные входы элементов И четвертых разрядов каждой группы 4 через элемент ИЛИ 9. Таким образом, число импульсов на выходе группы элементов

ИЛИ б павно «весу» соответствующего разряда декады измеряемой величины. Тактовые импульсы проходят только через открыть е разрешающими потенциалами разрядов измеряемого числа элементы И на общие входы двоичнодесятичных счетчиков 1 и 2, в счетчиках записывается код измеряемого числа. Благодаря объединению входов элементов И в одноименных разрядах каждой группы 4 измеряемого числа поступление импульсов происходит одновременно ао все декады даоично-десятичных счетчиков I и 2, в которые разрешена запись.

Для того, чтобы перенос логической единицы, вызванный предыдущим импульсом генератора тактовых сигналов, состоялся до поступления в даоично-десятичные счетчики чередного импульса, быстродействие генератора 5 тактовых сигналов выбрано на один порядок меньше, чем быстродействие триггеров, на которых выполнены двоично-десятичные счетчики 1 и 2.

Двоично-десятичный счетчик 1 переполняется при условии А+ С вЂ” К ) С, т. е. при А > К, где А — измеренная величина, представленная двоично-десятичным кодом.

Двулично-десятичный счетчик 2 переполняет-, ся при условии А+С вЂ” P)C, т. е. А)Р.

При переполнении двоично-десятичного счетчика 1 и незаполнении двоично-десятичного счетчика 2 пороговый элемент 3 формирует сигнал «НОРМА», при переполнении обоих счетчиков сигнал «БОЛЬШЕ НОРМЫ», а при незаполнении обоих счетчиков — ги нал

«МЕНЬЦ1Е НОРМЫ».

В том случае, когда измеряемая величина представлена в последовательном коде, ввод ее осуществляется по шине 1! через общий ахоп .первой декады даоично-десятичных счетчиков

I и 2.

Генератор 5 тактовых сигналов, группы элементов И 4 и элементы ИЛИ 7, 8 и 9 в работе при этом не участвуют.

Составитель И. Махновский

Редактор Н. Разумова Техред О. Луговая Корректор Л. Пебола

Заказ 839/48 Тираж 826 Подписное

l jÌИИПИ Государсгвенного комиссара Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий !!3035, Москва, )К-35, Раугпскан наб., д. 4/5

Филиал ППГ! «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4