Преобразователь кода грея в двоичный код и обратно

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпмк (6i) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1994.)8 (21) 2607850/18-21 (5)}M. Кл.

Н 03 К 13/247 с присоединением заявки М (осударственный комитет

СССР на делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2307.80. Бюллетень Мо 27

Дата опубликования описания 25.07.80 (53} УДК 621. 382 (088.8) (72) Автор изобретения

З.М. Гафаров

Башкирский филиал АН СССР и Уфимский авиационный институт им. Серго Орд:хоникидэе (7Ц Заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА ГРЕЯ

В ДВОИЧНЫИ КОД И ОБРАТНО

Изобртение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к преобразователям кодов, и может быть использовано при построении цепей обратной связи цифровых следящих систем.

Известны преобразователи кода

Грея в двоичный код последовательного действия, содержащие триггер и управляемую им схему совпадения (11 .

Такие устройства обычно выполняются на ферриттранзисторных ячейках (ФТЯ) с обмотками "установка в. ноль", входными, тактовыми (считывания) и выходными. Перед преобразованием триггер устанавливается в "0". В определенные моменты времени на вход триггера в виде импульсов поступают разряды числа в коде Грея старшими разрядами вперед. B моменты времени между вышеназванными с выхода устройства также старшими разрядами вперед снимается двоичный код преобразуемого числа.

Данные преобразователи обладают рядом недостатков, к числу которых можно отнести сложность схемы и большое потребление мощности.

Известен также преобразователь кода Грея в двоичный код и обратно, содержащий магнитные элементы памя= ти, выполненные на трансфлюксорах с обмотками " установка в ноль", входными, считывания и выходными, диоды, конденсаторы и ключ, причем обмотки считывания трансфлюксоров

=оединены последовательно согласно и подключены к шине считывания, входная обмотка первого трансфлюксора соединена с входной шиной, а входная обмотка второго трансфлюксора одним выводом через первый диод подключена к шине "первый такт", а другим выводом через второй диод — .к шине "установка в ноль" и через обмотку установка в ноль третьего трансфлюксора к первому конденсатору и аноду третьего диода, катод которого подключен к выходной обмотке третьего трансфлюксора, входная обмотка которого одним выводом через четвертый диод соединена с шиной "второй такт", а другим — co вторым конденсатором и анодом пятого диода, катод которого подключен к переключающему контакту ключа, при этом размыкающий контакт ключа через шестой диод соединен с третьим конденсатором и выходной шиной, а через соединенные последо750733 ватель на выходную обмотку второго трансфлюксара и включенные параллельно выходные обмотки первого трансфлюксара — .с замыкающим контактом ключа, причем размыкающий и замыкающий контакты ключа зашунтираваны встречно включенными седьмым и вась- 5 мым диодами, аноды которы. соединены с четвертым конденсатором и через последовательно включенные обмотки "установка в ноль" первого и второго трансфлюксарав и девятый и О десятый диоды — соответственна с шиной "установка в ноль" и шиной ." второй такт (2) .

Недостаткам такого устройства является низкое быстродействие. 15

С целью увеличения быстродействия в преобразователь када Грея в двоичный кад и обратно, содержащий магнитные элементы памяти, выпалненные на трансфлюксарах с обмотками "установка в ноль" входными, считывания и выходными, диоды, конденсаторы и первый ключ, причем обмотки считывания трансфлюксаров соединены последовательно согласно и подключены к шине считывания, входная обмотка первого трансфлюксора соединена с первой входной шиной, а входная обмотка второго трансфлюксара одним выводам через первый диод подключена к шине

"первый такт", а другим выводом че- ЗО рез второй диод — к шине "установка в ноль", первый конденсатор соединен с анодом третьего диода, катод которого подключен к выходной обмотке третьего трансфлюксара, входная абмат-35 ка которого од èì .выводом через четвертыи диод соединена с шиной "второй такт"„ а другим — со вторим конденсатором и анодом ня диода, катод катарага годключен к переключающему контакту первого ключа, при этом размыкающий контакт первого ключа через шестой диод соединен с третьим конденсаторам и выходной шиной, а через соединенные последовательно выходную обмотку второго трансфлюксора и включен- 5 ные параллельно выходные обмотки первого трансфлюксара — с замыкающим контактом первого ключа, причем размыкающий и замыкающий кантакгы первого ключа зашунтираваны встречно включен- 50 ными седьмым и восьмым диодами, аноды которых соединены с четвертым конденсатором и через последовательно включенные обмотки "установка в ноль" первого и второго трансфлюксарав и де-55 вятый и десятый диоды — соответственно с.шинай "установка в ноль" и шиной

"второй такт", введены дополнительно четвертый трансфлюксар, второй ключ, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый диоды и пятый конденсатор, причем .входная обмотка четвертого трансфлюксара соединена са второй входной шиной, второй и пятый конденсаторы подключены к шине "устанавка в ноль" соответственно через одиннадцатый и второй диады, а пятый канденсатар соединен также с анодом двенадцатога диода, катод которого подключен к переключающему контакту второго ключа, при этом размыкающий контакт последнего через тринадцатый диод соединен с выходной шиной, а через соединенные последовательно выходную обмотку третьего трансфлюксара и включенные параллельно выходные обмотки четвертого трансфлюксора с замыкающим контактом второго. ключа, причем размыкающий и замыкающий контакты последнего зашунтираваны встречна включенными третьим и четырнадцатым диодами, аноды которых соединены через последовательна включенные обмотки "установка в ноль" четвертого и третьего трансфлюксаров и пятнадцатый и шестнадцатый диоды — соответственно с шиной "установка в ноль" и шиной "первый такт".

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство выполнено на четырех элементах памяти с неразрушающим считыванием — двухатверстных трансфлюксарах 1-4 с клапанами на диодах 5-12, накопительными конденсаторами 13-17 и ключами 18, 19. Обмотки считывания

20 всех трансфлюксарав 1-4 соединены последовательно согласно и подключены к шине считывания 21 преобразователя. Входная абмотка 22 трансфлюксора 1 соединена с первой входной шиной 23 преобразователя. Входная обмотка 24 трансфлюксара 2 одним выводом через разделительный диод 25 подключена к шине 26 "первый такт" преобразователя, а другим выводом через разделительный диод 27 — к шине 28 "установка в ноль" преобразователя. Конденсатор 13 соединен с анодом диода 7, катод которого подключен к выходной обмотке 29 трансфлюксора 3, входная обмотка 30 которого одним выводам через разделительный диод 31 соединена с шиной

32 "второй такт" преобразователя, а другим . — с конденсатором 16 и анодам диода 11, катод которого подключен к переключающему контакту 33 ключа 18. размыкающий контакт 34 ключа 18 через диод 12 соединен с конденсаторам 17 и выходной шиной 35 преобразователя, а через со диненные последовательно выходную обмотку 36 трансфлюксара 2 и включенные параллельна выходные обмотки 37, 38 трансфлюксора 1 — с .замыкающим контактом

39 ключа 18, причем размыкающий 34 и замыкающий 39 контакты ключа 18 зашунтираваны встречна включенными диодами 5, 6, аноды которых соединены с конденсатором 14 и через последовательно включенные обмотки 40, 41 "установка в ноль" трансфлюксорав

1, 2 и разделительные диоды 42, 43 соответственно с шиной ."8 "установ750733 ка в ноль" и шиной . 2 "второй такт" преобразователя. Входная обмотка 44 трансфлюксора 4 соединена со второй входной шиной 45 преобразователя.

Конденсаторы 16 и 15 подключены к шине 28 "установка в ноль" преобразователя соответственно через разделительные диоды 46 и 27, а конденсатор 15 соединен также с аноцом диода 9, катод которого подключен к переключающему контакту 47 ключа 19.

Размыкающий контакт 48 последнего через диод 10 соединен с выходной шиной 35 преобразователя, а через соединенные последовательно выходную обмотку 29 трансфлюксора 3 и включенные параллельно выходные

15 обмотки 49, 50 трансфлюксора 4 с замыкающим контактом 51 ключа 19, причем размыкающий 48 и замыкающий

51 контакты последнего эашунтиронаны встречно включенными диодами 7 и 20

8, аноды которых соединены через последовательно включенные обмотки 52, 53 "установка в ноль" трансфлюксоров 4, 3 и разделительные диоды 54, 55 — соответственно с 28 "ус- 25 танонка в ноль" и шиной 26 "первый такт". Шина 56 — клемма заземления.

Клапаны 57-61 служат для управления работой преобразователя и непосредственного участия в его функциониро- ро нанни не принимают. На чертеже они приведены лишь для пояснения.

Особенность работы описываемого устройства заключается н преобразовании разрядов кода в каждом из двух тактов с, и . Последовательные р:зряды кода старшими разрядами вперец подаются поочередно н первую 23 и вторую 45 входные шины. Преобразова;— ные разряды чисел снимаются с общей выходной шины 35 устройства. В режиме

40 преобразования "Код Грея — двоичный код" замыкаются контакты 33, 34 ключа

18 и контакты 47, 48 ключа 19„ а при обратном преобразовании — кОнтакты

33, 39 ключа 18 и контакты 47, 51 ключа 19. Разблокировка трансфлюксоров 1 и 4 осуществляется входными отрицательными импульсами, соответствующими "1" преобразуемого кода, блокировка трансфлюксоров 1-4 и раэбл-.ки-Ф ровка трансфлюксорон 2, 3 — эа сче-.< энергии, накопленной соответственно в конденсаторах 13, 14 и 15, 16.

В описываемой схеме конденсатор 13 используется лишь для накопления . 55 энергии, .расходуемой далее для блокировки трансфлюксорон 4, 3. Поэтому обмотка 53 "установка в ноль трансфлюксора 3 подключена непосредственно к шине 26 "первый такт" преобразо- () вателя. Кроме того в схеме предусмотрена возможность разряда конденсаторов 15, 16 (череэ диоды 27, 46), что необходимо для правильного преобразования последующих кодон, пода"=ae- у мых но входы данного устройс ва.

В режиме преобразов» ния "КОЛ Гр«я— .цнончный код" квжд.а разряд двоичного кола Определяется по правилу

Ж где N ñ й;

О> разряд двоичного кода; разряд кода Грея; знак сложения по модулю два.

Рассмотрим работу преобразователя на конкретном примере. Пусть требуется преобразователь н двоичный код число в коде Грея 1101. Перед вводом числа в момент времени с открывается клапан 58 и происходит разряд одного или нескольких конденсаторон

13-16 (если они были заряжены). При этом происходит блокировка одного или нескольких трансфлюксоров 1-4 (если они были разблокированы). В момент t, открываются клапаны 59, 60 и старш *,й разряд кода Грея и « 1 н ниде отрицательного импульса поступает через первую входную шину 23 в обмотку 22 и разблокирует трансфлюксор 1. При этом разблокиронка трансфлюксора 2 по цепи: корпус клапан 60 — диод 25 — обмотка 25 не происходит, так как конденсатор

15 разряжен. Переменное напряжение с выхсдных обмоток 37, 38 заряжает через диоды 5, б, 11, 12 конденсаторы 14, 16, 17 и на выходной шине

35 преобразователя появляется отрицательный потенциал М = R = 1. В з момент открываются клапаны 57, 61 и pa.=-ряд кода Грея Й « 1 В виде отрицательного импульса поступает уже врез вторую вхоцную шину 45 н обмотку .4 и разблокирует трансфлюксор 4. одновременно разряжаются конденса-ор 16 по цепи: обмотка

30 — диод 31 — клап-н 61 — корпус и конденсатор 14 по цепи : обмотки

40, 41 — диод 46 — клапан 61 — корпус. Тем самым происходит соответственно разблоккронка трансфлюксора

3 (подача и = 1 на трансфлюксор 3) и блокировка трансфлюксора i. Ho так как выходные обмотки 29, 49 раэблокиронанных трансфлюксоров 3, 4 включены встречно, конденсаторы 5, 17 не заряжаются (заряжается только конденсатор 13 от обмотки 50) и на выходной шине 35 преобразователя имеем Ч « 0. В следующий момент разряд кода Грея R, 0 поступая=. н первую входную шйну 23 преобразователя. Однако трансфлюксоры

1, ? Остаются заблокированными, а трансфлюксоры 3, 4 блокируются эа счет разряда конденсатора 13 через диод 55 и на выходе имеем N, = О.

В момент t младший разряд кода Грея

R0 1 подается во вторую входную шину 45 преобразователя и на выходе

35 имеем И = 1. В результате коду

1101 будет соответствовать двоичный код 1001.

750733

В режиме преобразования "Двоичный код — код Грея" каждый разряд кода Грея определяется по правилу

R =N Q+N

Рассмотрим работу преобразователя на конкретном примере. Пусть требуется преобразовать s код Грея двоичное число 1001. Перед вводом числа в момент времени t открывается клапан 58 и происходит разряд одного или нескольких, конденсаторов 13-16 (если они были заряжены), При этом происходит блокировка одного или нескольких трансфлюксоров 1-4 (если они были раэблокированы); В момент

t, открываются клапаны 59, 60 и старший разряд двоичнсго кода N>= 1 в виде отрицательного импульса поступает через первую входную шину 23 в обмотку 22 и разблокирует трансфлюксор 1. При этом раэблокировка трансфлюксора 2 по цепи: корпус †. клапан

60 — диод 25 — обмотка 24 не происходит, так как конденсатор 15 разряжен. Переменное напряжение с выходных обмоток 37, 38 заряжает через диоды 5, 6, 11, 12 конденсаторы 14, 16, 17 и на выходной шине 35 преобразователя появляется отрицательный потенциал R = N = 1. В момент t> открываются клапаны 57, 61 и разряд двоичного кода и уже через вторую 30 входную шину 45 поступает в обмотку

44. Однако N< = 0 и разблокировка трансфлюксора 4 не происходит. Одновременно разряжаются конденсатор 16 по цепи: обмотка 30 — диод 31 — кла- 35 пан 61 — корпус и конденсатор 14 по цепи: обмотки 40, 41 — диод 43 клапан 61 — корпус. Тем самым происхоцит соответственно разблокировка трансфлюксора 3 (подача И = 1 на 40 трансфлюксор 3). и блокировка трансфлюксора 1. Переменное напряжение с обмотки 29 заряжает конденсаторы

13, 17 и на выходной шине 35 преобразователя имеет и = 1, В следующий момент с, разряд двоичного кода N, поступает в первую входную шину 23 . преобразователя. При этом хотя и клапаны 59, 60 открыты, раэблокировка трансфлюксоров 1, 2 не происходит, так как конденсатор 15 не заряжен, а й, = О. В итоге R, = О. В момент с младший разряд двоичиого кода и = 1 подается во вторую входную

° о шину 45 преобразователя и на выходе 35 имеем R = 1. Следовательно, 55 двоичному коду 1001 будет соответствовать код Грея 1101.

Таким образом приведенная схема устройства благодаря совмещению такта запоминания разряда с тактом сло- 6{) жения по модулю два разрядов кода позволяет производить последовательное преобразование кода Грея в двоичный код и обратно в каждом иэ управляющих тактов t и

Формула Изобретения

Преобразователь кода Грея в двоичный код и обратно, содержащий маг.нитные элементы памяти, выполненные на трансфлюксорах с обмотками "установка в ноль", входными, считывания и выходными, диоды, конденсаторы и первый ключ, причем обмотки считывания трансфлюксоров соединены последовательно согласно и подключены к шине считывания, входная обмотка первого трансфлюксора соединена с первой входной шиной, а входная обмотка второго трансфлюксора одним выводом через первый диод подключена к шине "первый такт", а другим выводом через второй диод — к шине

"установка в ноль", первый конденсатор соединен с анодом третьего диода, катод которого подключен к выходной обмотке третьего трансфлюксора, входная обмотка которого одним выводом через четвертый диод соединена с шиной "второй такт", а другим — co вторым конденсатором и анодом пятого диода, катод которого подключен к переключающему контакту первого ключа, при этом размыкающий контакт первого ключа через шестой диод соединен с третьим конденсатором и выходной шиной, а через соединенные последовательно выходную обмотку второго трансфлюксора и включенные параллельно выходные обмотки первого трансфлюксора — с замыкающим контактом первого ключа, причем размыкающий и замыкающий контакты первого ключа эашунтированы встречно

"включенными седьмым и восьмым диодамп, аноды которы: соединены с четвертым конденсатором и через последовательно включенные обмотки "установка в ноль" первого и второго трансфлюксоров и девятый и десятый диоды соответственно с шиной "установка в ноль" и шиной "второй такт", о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в преобразователь введены дополнительно четвертый трансфлюксор, второй ключ, пятый конденсатор, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый диоды, причем входная обмотка четвертого трансфлюксора соединена со второй входной шиной, второй и пятый конденсаторы подключены к мине "установка в ноль" соответственнс через одиннадцатый и второй диоды, а пятый конденсатор соединен также с анодом двенадцатого диода, катод которого подключен к переключающему контакту второго ключа, при этом размыкающий контакт последнего через тринадцатый диод соединен с выходной шиной, а через соединенные последовательно выходную обмотку третьего трансфлюксора и включенные параллельно выход75 07 33

Составитель Г. Кутний

Редактор Н. Козлова Техред М . Рейвес Корректор И.Муска

З. каз 4671/46 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

4/5 ая 4

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ные обмотки четвертого трансфлюксора, — с замыкающим контактом второго ключа, причем размыкающий и замыкающий контакты последнего зашунтированы встречно включенными третьим и четырнадцатым диодами, аноды которых соедю ены через последовательно включенные обмотки "установка в ноль"

-четвертого и третьего трансфлюксоров и пятнадцатый и шестнадцатый диоды соответственно с шиной "установка в ноль" и шиной "первый такт".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дроздов Е.A. и др. Автоматическое преобразование и кодирование ин- формации. М.,"Советское радио",1964, с. 148.

2. Заявка 9 2454170/21, 1977 (прототип).