Устройство для умножения

 

И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик 732867

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву(22)Заявлено 17 11 77 (21) 2544145/18-24 с присоединением заявки Ж(23) Приоритет

Опубликовано 05,05.80. Бюллетень J% 17

Дата опубликования описания 08 05 80 (53)M. Кл.

5 06 Р 7/52

Гооударстеенный комитет по делам изобретений н открытий (53) УДК 681. ,325(088.8) (72) Авторы изобретения

С. Ф. Малеханова, Г, А. Швецов и А. М. Еськнн (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ

aNn

Р

Ин

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено, в частности, для использования в интегрирующих цифровых вольтметрах, для автокоррекции, различных погрешностей.

Используемые в цифровых вольтметрах цифровые методы автокоррекции обычно предусматривают использование 11ВМ, в частиссти мииросроиассорм 1) и (2).

Недостатком таких устройств явлИет10 ся значительная избыточность таких устройств, которая приводит как к усложне нию устройств, так и к понижению их быстродействия.

Известно устройство для умножения, а 15 испбльзуемое для перемножения целого и дробнодесятичного чисел в устройстве автокоррекции крутизны характеристики преобразования в интегрирующем цифровом вольтметре $3) .

Это устройство содержит счетчики, первый из которых соединен со входом. схемы сравнения, генератор опорной частоты, триггер, вход которого подключен к выходу схемы сравнения, а выход — с первым входом элемента И, выход которого через делитель частоты подключен ко входу второго счетчика. Выход схемы сравнения подключен ко входу сброса пер- . вого счетчика, вход которого соединен через другой делитель частоты с выходом генератора опорной частоты, выход которого подключен также ко входу другого элемента И, другие входы которо.го соединены со входом первого счетчи« ка и выходом другой схемы сравнения, ! а выход — ко входу третьего счетчика, выход которого подключен KD входу другой схемой сравнения, выход которой под« ключен ко входу сброса третьего счетчика»

Вход третьего счетчика соединен с другим входом первого элемента И З) .

В таком устройстве для обеспечения цифрового метода автокоррекции, основанного на решении уравнения. где м — соответственно иаеальное:

I и реальное значения кода напряжения;

- код номинального наприж ения; 5

- разность идеального и номиН нального кодов; производится перемножение двух целых чисел И и аМН с последующим делением (сдвигом) на N 1,10,100 и т.д, При этом число.N> преобразуется в пачки импульсов, а в результате последующего сдвига может появиться погрешность до единицы младшего разряда, Общее время умножения Йр Лй и сдвига на Nq выражается формулой го рщок1 где F - частота генератора опорной .Л частоты, Недостатками такого устройства являются недостаточная точность и невысокое быстр одействие.

Для устранения указанных недостатков устройство для умножения, содержаЗС щее генератор опорной частоты, счетчики

9 схему сравнения, счетный триггер и элемент И, причем выход первого счетчика подключен к первому входу схемы сравнении, другой вход которой подключен к пер35 вому входу устройства, а выход - к счетному входу счетного триггера и входу сброса первого счетчика, выход счетного триггера подключен к первому входу элемента И, вЬ ХОД которого подключен к входу второго счетчика, выход которого соединен с выходом устройства, содержит двоично-десятичный дешифратор и блок умножения частоты, причем выход генератора Опорной частоты подключен к вхоgàM первого и третьего счетчиков, к управляющему входу двоично-десятичного дешифратора и к одному входу блока умножения частоты, выход третьего счетчика подключен K вхОду двоичнодесятичного дешифратс эа, выход которого подключен к другому входу блока умножения частоты, управляющий вход которого соединен со вторым входом устройства, а выход— со вторым входом элемента И, вход сброса 55 третье о счетчика -подключен к выходу схемы сравнения.

На фиг. 1 представлена функционал ..ная схема устройства; на фиг. 2 - epe732867 4 менные диаграммы его работы, на фиг.3дан пример выполнения блока умножения частоты, Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, счетчик 2, схему 3 сравнения, счетчик 4, двоично-десятичный дейтифратор 5, блок 6 умножения частоты, счетный триггер 7, элемент 8 И,счетчик

9.

На первый и второй входы устройства подаются числа чр

N-ANHNN -—

1 Йи

Работает устройство следующим обре., зом. Импульсы опорной частоты F пос-

1 тупают с выхода генератора 1 на входы счетчиков 2 и 4, на дешифратор 5 и на один из входов блока 6 умножения частоты. Схема сравнения 3 выдает импульс, когда значение содержимого счетчика

20 . достигает значения N . Эти импульсы с частотой Ри поступают на вход счетного триггера 7 и входа сброса счетчиков 2 и 4, устанавливая счетчики 2 и 4 в исходные состояния, На выходе счетного триггера

7 будут импульсы длительностью Ти, которые поступают на один из входов элемента 8 И.

В

Число N преобразуется в эквивалентную квазиравномерную (равномерную в пределах каждого десятичного разрядаj частоту следования импульсов

"вь

Производится это следующим Образо.,:.

На вход цифрового счетчика 4 поступают в течение Тм импульсы с частотой F< Выходы счетчика 4 соедине со входами двоично-десятичного дешифр =. тора 5, на импульсный вход которого поступают импульсы с частотой F .. На выходах декады дешифратора 5, соединен" ной с младшей декадой счетчика 4, будет равномерная последовательность импульсов с частотой F< на выходах следующей декады. импульсы с частотой Р< /10 и т,д. Импульсы с выходов дешифратора

5 поступают на входы блока 6 умноже": ния частоты.

Этот блок разделен на подблоки,, входы каждого из которых соединены с опаэдЕленной декадой дешифратора 5. Управляющие входы блока 6 подключены к д=. сятичному датчику ааспа и (B цифровом= вольтметрах, например, датчиком чисг::;

N, являются непосредственно декады дешифратора счетного блока прибора), Число К можно представить разрядами . единиц, десятых, сотых и т.п. Torga вь:— ходы llezaAbr датчика t4+, соответст,.-;о732867

Устройство для умножения, содержащее генератор опорной частоты, счетчики, схему сравнения, счетный триггер и алемент И, причем выход первого счетчика подключен к первому входу схемы сравнения, другой вход которой подключен к первому входу устройства, а выход - к счетному входу счетного триггера и входу сброса первого счетчика, выход счетного триггера подключен к первому входу алементв И, выход которого подключен к входу второго счетчика, выход которого соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с s тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройство содержит двоично-десятичный дешифратор и блок умножения частоты, причем выход генератора опорной частоты подключен к входам первого и третьего счетчиков, к управляющему входу двоично- десятичного дешифратора и к одному входу блока умножения частоты, выход третьего счетчика подключен к входу двоично-десятичного дешифратора, выход которого подключен к другому входу блока умножения часто40.цие десятым, подключаются к тому подблоку блока 6, который соединен с самой младшей декадой дешифратора 5, выходы декады датчика К, соответствующие сотым, подключаются к следующему подблоку блока 6 и т.д.

Выход декады датчика Й, соответствуюшей единице,, подключается к подблоку блока 6, нв который поступают импульсы с частотой F c выхода генератора 1 опорной частоты.

Для пояснения работы блока 6 на фиг. 3 приведена его конкретная схема, .где датчиком М„являются декады памяти с дешифрвтором счетного блока 10.

Элементы 11 и 12 задержки нужны для устранения возможного перекрытия импульсовв, Декады дешифрвтора 5 имеют до 10 выходов, а каждый подблок блока 6 состо зо ит из элементов И-НЕ. На выходе ) -го элемента И-НЕ в подблоке, соответствующем разряду десятых числа ", надо получить g равномерно следующих им25 пульсов нв каждые 10 импульсов с частотой F, а в подблоке сотых — ч импульсов на каждые 100 импульсов с частотой F, и т. д. Для обеспечения этогс -тый элемент -HE каждого зо подблока должен быть соединен c ) выходами соответствующей декады дешифратора 5. Номера 6 атих выходов декады дешифратора определяются для каждого разряда числа N по формуле

П-01 5 П-О,5

40 + 4>КЗИО

Я где и 1,2..., V — порядковый номер импульса в последовательности выходных импульсов 9 «того элемента

И-НЕ соответствующего подблока блока

6. На выходе блока 6 имеем квазиравномерную (в пределах каждого разряда) последовательность импульсов с частотой Р вы = а м .

Этн импульсы поступают на другой вход элемента 8 И, на выходе которого в течение Рц будут импульсы с частотой

F . Число импульсов (в пачке дли=И = — ЙИ N

E и Л Я, Импульсы с выхода алемента 8 И подсчитываются счетчиком 9.

Диапазон чисел Мо, которые можно умножать с помощью устройства, от 0 до 1,998.... Это соответствует в наиболее распространенном случае двукрвт» ному перекрытко динамического диапазона счетного блока 10.

При использовании устройства в устройстве автокоррекции одновременно с умножением будет производиться операция вычитания поскольку по мере формирования числа Nq импульсы с выхода алэментв 8 И будут поступать на счетчик, корректируя тем самым результат измерений. Заметим, что округление результата осуществляется автоматически в процессе преобразования числа К 6 Рвьщ

Таким образом в данном устройстве дробно-десятичное число, каким является непосредственно преобразуется

М

Ччм в кввзиравномерную последовательность

t импульсов с частотой = @ Fq Для ьых а, получения результата умножения (беэ дополнительного округления) числа " на целое число ь N последовательность импульсов с частотой Рвь х пропускается через алемент 8 И на вход счет айц чика 9 в течение времени Т „= г „Обл щае время умножения при атом будет главно 1,, а точность соответствует обычной точности цифровых устройств и 0,5 единицы младшего разряда.

Таким образом обеспечивается по сравнению с прототипом выигрыш в быстродействии о И п, „рвз при повышении точности вдвое, Фор мула изобретения

7 732867 Я ты, управляю1ций вход которого соеди- ких погрешностей в преобразователях нен со вторым входом устройства, а вы- напряжение-код, М., Энерг ия, 1974. код-со вторым входом элемента И, вход 2, Гитис В, И. Преобразователи инсброса третьего счетчика подключен к формапии для ЭЦБУ. M., Энергия", выходу схемы сравнения. 197 5.

Источники инфар мацки, 3. Темников Ф. Е. и Славинский В. Л. принятые во внимание нри экспертизе Математические развертывающие систе1. Гельман М. М. и Шаповал Г. Г. мы, М., Энергия", 1970, с. 107-110Автоматическая коррекиия систематичес- прототип.