Частотно-импульсное вычислительное устройство

 

Союз Советских

Социалистических рес ублин

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и88 1 744 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.03,80 (21) 2898369/18-24 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет (5l)M. Кл.

G 06 F 7/68

1Ъеударственный комитет

СССР аа делан изобретений и открытий

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15.11.81 (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Крюков, В. Т. Добрица и В. К. Гарипов

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Крас

Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНΠ— ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для умножения и деления частотно-Импульсных и кодовых сигналов с представле-. нием результата в частотно-импульсной форме.

Известно частотно-импульсное множительно-делительное устройство, содержащее счетчик, делитель частоты, элемент задержки, элемент.

И и управляемый делитель, выполненный на счетчике, регистре, блоке сравнения кодов и формирователе импульсов переноса (1).

Известно также частотно-импульсное множительно-делительное устройство, содержащее триггер, элементы И, одновибратор и управляемый делитель, выполненный на двух счетчиках и блоке сравнения кодов (2).

Недостатком известных устройств является ограниченность функциональных возможностей, так как эти устройства не позволяют выпол. нять множительно-делительные операции над сигналами, представленными в кодовой форме.

Наиболее близким к изобретению является частотно-импульсное вычислительное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчики, блоки управления и первый кодоуправляемый делитель частоты, переключенный сигнальным входом к выходу второго кодоуправляемого делителя частоты, кодовым входом — к выходу первого счетчика, входом управления установкой кода — к выходу первого блока управления, а частотным выходомк выходу устройства и к первому входу первого блока управления,соединенного вторым входом с первым частотным входом устройства, а выходом — с входом обнуления первого счетчика, счетный вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов и к счетному входу второго счетчика, соединенного входом обнуления с

1Ю выходом второго блока управления, а выходом — с кодовым входом второго кодоуправляемого делителя частоты, подключенного сигнальным входом к второму выходу генератора тактовых импульсов, а входам управления установкой кода к выходу второго блока управления, соединенного входом с вторым частотным входом устройства (33..881744

Устройство позволяет выполнять множительные операции над сигналами, представленными в частотно-импульсной форме и не позволяет .выполнять множительно-делительные операции над сигналами, представленными как в,частотно-импульсной, так и в кодовой форме.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем выполнения множительных и делительных операций над сигналами, представленными как в частотно-импульсной, так и в кодовой формах.

С этой целью в частотно-импульсное вычислительное устройство, содержащее генератор

TaKToBbIx импульсов, счетчик и первый кодоуправляемый делитель частоты, подключенный сигнальным входом к выходу второго кодоуправляемого делителя частоты, дополнительно введены переключатели и третий кодоуправ. ляемыи делитель частоты, соединенныи сигнальным входом с сигнальным входом второго кодоуправляемого делителя частоты и с выходом первого переключателя, кодовым входом с кодовым выходом первого кодоуп. равляемого делителя частоты, входом управления установкой кода — с входом обнуления первого кодоуправляемого делителя частоты и с первым частотным входом устройства, а выходом — с первым входом второго переключателя, выход которого является выходом устройства, а второй вход подключен к частотному выходу первого кодоуправляемого делителя частоты, соединенного кодовым входом с первым кодовым входом устройства, а входом управления установкой кода — с первым управляющим входом устройства, причем первыи переключатель подключен первым входом к второму частотному входу устройства, а вторым входом — к первому выходу генератора тактовых импульсов, соединенного вторым выходом с входом обнуления счетчика и с первым входом третьего переключателя, второй вход которого подклю- чен к второму управляющему входу устройст ва, а выход — к входу управления установкой кода второго кодоуправляемого делителя частоты, соединенного кодовым входом с выходом четвертого переключателя, подключенного первым входом к второму кодовому входу устройства, а вторым входом — к выходу счетчика, соединенного счетным входом с третьим частотным входом устройства.

Кроме того, первый кодоуправляемый делитель частоты содержит счетчики, узел сравнения кодов и элемент И, первый вход которого является входом обнуления кодоуправляемого делителя, второй вход подключен к выходу узла сравнения кодов, а выход-к входу обнуления первого счетчика, счетный вход которого является сигнальным входом

25 зо

<о

55 кодоуправляемого делителя, выход переполнения частотным выходом кодоуправляемого делителя, а кодовый выход, являющийся кодовым выходом кодоуправляемого делителя, соединен с первым входом узла сравнения кодов, подключенного вторым входом к кодовому выходу второго счетчика, установочный вход и вход управления установкой кода которого являются соответственно кодовым входом и входом управления установкой кода кодоуправляемого делителя. Кроме того, второй и третий кодоуправляемые делители частоты содержат по два счетчика и по узлу сравнения кодов, подключенному выходом к входу обнуления первого счетчика а входами — к кодовым выходам обоих счетчиков, причем счетный вход и выход переполнения первого счетчика являются соответственно сигнальным входом и выходом кодоуправляемого делителя, а установочный вход и вход управления установкой кода второго счетчика— кодовым входом и входом управления установкой кода кодоуправляемого делителя.

На чертеже изображена блок-схема частотноимпульсного вычислительного устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 и первый кодоуправляемый делитель 3 частоты, подключенный сигнальным входом к выходу второго кодоуправляемого делителя 4 частоты. Третий кодоуправляемьш делитель 5 частоты соединен сигнальным входом с сигнальным входом второго кодоуправляемого делителя 4 и с выходом первого переключателя 6, кодовым входом — с кодовым выходом первого кодоуправляемого делителя 3, входом управления установкой кода — с входом обнуления первого кодоуправляемого делителя 3 и с первым частотным входом 7 устройства, а выходом—

0 с первым входом второго переключателя 8, выход которого является выходом устройства, а второй вход подключен к частотному выходу первого кодоуправляемого делителя 3. Последний соединен кодовым входом с первым кодовым входом 9 устройства, а входом управления установкой кода — с первым управляющим входом 10 устройства.

Переключатель 6 подключен первым входом к второму частотному входу 11 устройства, а вторым входом — к первому выходу генератора 1. Второй выход генератора 1 соединен с входом обнуления счетчика 2 и с первым входом третьего переключателя 12.

Второй вход переключателя 12 подключен к второму управляющему входу 13 устройства, а выход — к входу управления установкой кода второго кодоуправляемого делителя 4. Делитель 4 соединен кодовым входом с выходом четвертого переключателя 14, под881744 6 первого выхода генератора 1 на код счетчика 22.

Выходная частота Г4. делителя 4 поступает на сигнальный вход делителя 3, работающего в режиме измерения этой частоты в интервалах времени между каждыми двумя соседними импульсами частоты Р.1 первого сомножителя, поступающего с входа 7 устройства на вход 1 обнуления делителя 3. В момент

t0 времени обнуления счетчика 17 импульсом частоты код К счетчика 17, равный î

N к 1

Ъ Fy «1 переписывается из счетчика 17 делителя 3 в счетчик 22 делителя 5. Делитель 5 осуществляет деление частоты о, поступающей на его сигнальный вход, на код Й

В результате частоты 5 с выхода делителя 5, которая через переключатель 8 поступает на выход устройства, равна ключенного первым входом к второму кодовому входу 15 устройства, а вторым входом— к выходу счетчика 2, соединенного счетным входом с третьим частотным входом 16 устройства.

Первый кодоуправляемый делитель 3 содержит счетчики 17 и 18, узел 19 сравнения кодов и элемент И 20, первый вход которого является входом обнуления делителя 3, второй вход подключен к выходу узла 19, а выход — к входу обнуления первого счетчика 17; Счетный вход счетчика 17 является сигнальным входом делителя 3, выход переключения счетчика 17 — частотным выходом делителя 3, а кодовый выход счетчика 17 является KopoBbIM выходом делителя 3 и соедш ен с первым входом узла 19.

Второй вход узла 19 подключен к кодовому выходу второго счетчика 18, установочный вход н вход управления установкой кода которого являются соответственно кодовым входом и входом управления установкой кода делителя 3.

Второй и третий кодоуправляемые делители 4 н 5 содержат по два счетчика 21 н 22 и по узлу 23 сравнения кодов, подключенному выходом к входу обнуления первого счетчика 21, а входом к кодовым выходам счетчиков, 21 и 22.

Счетный вход и выход переключения счетчика 21 являются соответственно сигнальным

5 входом и выходом кодоуправляемого делителя, а установочный вход и вход управления установкой кода второго счетчика 22 — кодовым входом и входом управления установкой кода кодоуправляемого делителя.

Устройство работает следующим образом.

При перемножении двух частотно импульсных сигналов Р.„и Р переключатели 6, 8, 12 и 14 устанавливаются в такое положение, при котором к выходам переключателей 8 и 12 подключаются их первые входы, а K выходам переключателей 6 и 14— их вторые входы. Все разряды счетчика 18 делителя 3 устанавливаются в единичное состояние (при этом делитель 3 работает в счетном режиме). Частота Р второго сомножителя с входа 16 устройства поступает на счетный вход счетчика 2, осуществляющего измерение этой частоты в интервалах между двумя соседними импульсами со второго выхода генератора 1. По приходу каждого импульса со второго выхода генератора 1 на вход обнуления счетчика 2 и вход управления установкой кода делителя 4, накопленное значение кода в счетчике 2 (пропорциональное

Fg ) переписывается в счетчик 22 делителя

4, а счетчик 2 обнуляется. В делителе 4 происходит деление импульсов частоты 0 с

При перемножении частотно-импульсного сигнала F на код М переключатели .6 и 8 оста25 ются в прежнем положении. Переключатели

12 и 14 устанавливаются в такое положение, при котором к выходу переключателя 12 подключен его второй вход, а к выходу переключателя 14 — его первый вход. Все разряды счетчика 18 делителя 3 установлены в единичное состояние. Код Я второго сомножителя с входа 15 устройства по сигналу на управляющем входе 13 устройства записывается в счетчик 22 делителя 4, который осуществляет деление частоты F0 на код 1 и далее работа устройства протекает аналогично с той лишь разшщей, что выходная частота Fg равна

5 1

При перемножении двух кодовых сигналов

М1 и N< переключатели 6, 8, 12 и 14 остаются в таком же положении, как и в случае перемножения частотно-импульсного сигнала на

45 кодовый сигнал. Значение кода М1 первого сомножителя с входа 10 устройства по управляющему сигналу с входа 9 устройства записывается в счетчик 18 делителя 3, а значение кода Я второго сомножителя с входа 15 по

50 управляющему сигналу с входа 13 записывается в счетчик 22 делителя 4.

С первого выхода генератора 1 на сигнальный вход делителя 4 поступает определенное число импульсов К0, соответственно с этим

55 с выхода делителя 4 на сигнальный вход де-. лителя 3 поступает число N4, импульсов, равное

М

М =—

О

881

Это число делится в делителе 3 на код Ng, По окончанию кода Ко с входа 7 устройства на вход управления установкой кода делителя S и вход обнуления делителя 3 подается импульс, который переписывает код N4 в счетчик 22 делителя 5 и обнуляет счетчик 17 делителя 3. Затем на сигнальный вход делителя 5 с первого выхода генератора 1 подается вторая пачка импульсов Ng . Соответственно на вьиоде делителя S формируется пачка импульсов, равная Мр= Ч ° Ny, В случае деления частотно-импульсного сигнала „на произведение двух сомножителей вида Р - F n или Р gg или Hy. Ng переключателя 6 и 8 устанавливаются в такое состояние, при котором первый вход переключателя 6 соединен с его выходом, а второй вход переключателя 8 — с выходом переключателя

8. Далее на вход 11 подается частота F< делимого, а остальные действия выполняются аналогично одному из вариантов в зависимости от формы представления сомножителей делителя.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает более широкими функциональными возможностями, так как позволяет выполнять множительные и делительные операции над сигналами, представленными как в частотно-импульсной, так и в кодовой формах. .Формула изобретения

1. Частотно-импульсное вычислительное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик и первый кодоуправляемый делитель частоты, подключенный сигнальным входом к выходу второго кодоуправляемого делителя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения фуйкциональных возможностей устройства путем выполнения множительных и делительных операций над сигналами, представленными как в частотноимпульсной, так и в кодовой формах, в него дополнительно введены переключатели и третий кодоуправляемый делитель частоты, соединенный сигнальным входом с сигнальным входом второго кодоуправляемого делителя частоты и с выходом первого переключателя, кодовым входом — с кодовым выходом первого кодоуправляемого делителя частоты, входом управления установкой кода — c входом обнуления первого кодоуправляемого делителя частоты и с первым частотным входом устройства, а выходом — с первым входом второго переключателя, выход которого является выходом устройства, а второй вход подключен к частотному выходу первого кодоуправляемого делителя частоты, соединенного кодовым входом с первым кодовым входом устройства. а входом управления установ744

t0

30 кой кода — с первым управляющим входом устройства, причем первый переключатель подключен первым входом к второму частотному входу устройства, а вторым входом — к первому выходу генератора тактовых импульсов, соединенного вторым выходом с входом обнуления счетчика и с первым входом третьего переключателя, второй вход которого подключен к второму управляющему входу устройства, а выход — к входу управления установкой кода второго управляемого делителя частоты, соединенного кодовым-входом с выходом четвертого переключателя, подключенного первым входом к второму кодовому входу устройства, а вторым входом — к выходу счетчика, соединенного счетным входом с третьим частотным входом устроиства

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а юще е с я тем, что первый кодоуправляемый делитель частоты содержит счетчики, узел сравнения кодов и элемент И, первый вход которого является входом обнуления кодоуправляемого делителя, второй вход подключен к выходу узла сравнения кодов, а выход — к входу обнуления первого счетчика, 1 счетныи вход которого является сигнальным входом кодоуправляемого делителя, выход переполнения — частотным выходом кодоуправляемого делители, а кодовый выход, являющийся кодовым выходом кодоуправляемого делителя, соединен с первым входом узла сравнения кодов, подключенного вторым входом к кодовому выходу второго сигнала, установочный вход и вход управления установкой кода которого являются соответствен но кодовым входом и входом управления установкой кода кодо-управляемого делителя.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что второй и третий кодиуправляемые делители частоты содержат по два счетчика и по узлу сравнения кодов, подключенному выходом к входу обнуления первого счетчика, а входами — к кодовым выходам обоих счетчиков, причем счетный вход и выход переполнения первого счетчика

"5 являются соответственно сигнальным входом и выходом кодоуправляемого делителя, а установочньп вход и вход управления установкой кода второго счетчика — кодовым входом и входом управления установкой ко50 да кодо-управляемого делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Ф 423126, кл, G 06 F 7/52, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР Р 628489, кл. G 06 F 7/52, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР % 5506355, кл. G 06 F 7/39, 1975 (прототип).

881744

Составитель С. Казинов

Редактор Н. Ромжа Техред А.Савка Корректор М. Шароши

Заказ 9972/73 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4