Устройство для получения квадратичной зависимости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ п>911521

Союз Советски к

Социапиетичесиик

Рее убяик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заивлено 21.02.80 (21) 2888051/18-24 (51)N. Кл.

G 06 F 7/552 с присоединением заявки М (23) Приоритет .

11теудератаавай «емвтвт

СССР ае. делам азабрвтекк» и вткрыт«1т

Опубликовано 07.03 82 ° Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07.03.82 (53) УДК 681 325 (o88. 8) (72) Авторы изобретения

А.М. Севернев, М.П. Ревотюк, С.И. Мьнвен и С.Н. Мясников

Минский радиотехнический институт (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КВАДРАТИЧНОЙ

ЗАВИСИМОСТИ

2 ная квадрату входной величины, что неудобно, поскольку впоследствии приходится каким-то образом компенсировать или избавляться от коэффициента пропорциональности для получения квадрата входной величины.

Наиболее близким по своей технической сущности и принципу действия к предлагаемому является устройство, содержащее два счетчика, две линии задержки, генератор импульсов, триггер, блок элементов И l2).

Существенным недостатком этого устройства является то, что его быстродействие зависит от значения входной величины

К „= (2х„,, - 1)Е, 20 где Еги

Изобретение относится к вычисли- тельной и измерительной технике и может быть использовано, в частнос- ти в аналого-цифровых преобразователях время-импульсного типа, где кроме преобразования аналог-код необходимо одновременно получить квадрат входной величины, а также в цифровых приборах для определения сред-, неквадратичного значения случайной величины.

Известно устройство для получения квадратичной зависимости, содержащее два счетчика, равноименные разряды которых соединены с входами элементов запрета, выходами подключенные к элементу ИЛИ, причем старший разряд первого счетчика подключен к младшему разряду другого счетчика и второй выход младшего разряда подключен непосредственно к входу элемента ИЛИ О).

Однако на выходе этого устройства образуется величина, пропорциональ— частота следования импульсов генератора;

- максимальное значение входной величины х;

21 4 ционный вход 10 устройства, управляющий вход 11 устройства, входы 12 и

13 логической единицы и логического нуля соответственно.

Счетчик состоит из иТ-триггеров, причем выход триггера i ro разряда заведен на счетный вход триггера последующего разряда и на первый вход (ie1) ãî разряда сумматора 2 (1 1,n) счетный вход-триггера младшего разряда счетчика 1 соединен с входом

10, а вход R установки нуля каждого триггера соединен с входом начальной установки 9. Счетчик предназначен для преобразования последовательности импульсов входной величины в параллельный код.

Сумматор 2 состоит из (и+1) -одноразрядных полных комбинационных сумматоров, причем выход. переноса каждого разряда сумматора 2 соединен с третьим входом последующего разряда, а выход переноса старшего разряда соединен с первым входом элемента И 3, вторые входы каждого разряда сумматора 2 соединены с выходами соответствующих разрядов регистра 8, первый и третий входы младшего раз ряда сумматора 2 соединены соответственно с входами логической едини,цы 12 и логического нуля 13. Сумма тор 2 предназначен для суммирования содержимого счетчика 1 и содержимого регистра 8. .Элемент И 3, второй вход которого соединен с входом управления 11, а выход подключен к входу счетчика 4, предназначен. для формирования импульсов переноса, возникающих при переполнении сумматора 2.

Счетчик 4 состоит из (и-l)T-триггеров, причем выход каждого тригге" ра заведен на счетный вход последующего, а вход R установки нуля каж-. дого триггера соединен с входом начальной установки 9. Счетчик 4 предназначен для формирования старших разрядоа результата У в случае переполнения сумматора 2.

Группа элементов И 5 состоит из (и+1)-элемента И, первый выход каждого из которых соединен с выходом соответствующего разряда сумматора

2, вторые входы соединены с входом управления 11, а выходы соединены с входами S установки единицы соответствующих разрядов регистра 6.Группа элементов И 5 предназначена для записи содержимого сумматора 2 в

Иа фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для получения квадратичной зависимости,на фиг. 2временная диаграмма управляющих импульсов.

Устройство дпя получения квадратичной зависимости содержит и-разрядный счетчик 1, (n+!)-разрядный сумматор 2, элемент И 3, (n-1)-разрядный счетчик 4, группы элементов 5 и 6 И, второй и первый регистры 7 и 8, установочный вход 9 устройства, информа3 9115

f - частота следования импульсов входной величины х.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для получения квадратичной зависимости, содержащее первый и-разрядный и второй (и1)разрядный счетчики, входы установки о нуля которых подключены к установочному входу устройства, элемент И, выход которого соединен со счетным еходом второго счетчика, вход первого счетчика соединен с входом уст- }s ройстаа, группы. элементов И, введены (a+i)-разрядный сумматор, первый и второй (n+1)-разрядные регистры,причем выходы первого счетчика соединены со сдвигом на один разряд апра- о во с первой группой входов сумматора, первый вход первого разряда которого соединен с входом логической единицы устройства, вторая группа входов сумматора подключена к разряд- 2$ ным выходам первого регистра, первый вход которого, а также первый вход второго регистра соединены с установочным входом устройства, разрядные выходы сумматора и второго регистра соединены с первыми входами элементов И соответственно первой и второй rpynn"„ вторые входы которых подключены соответственно к управляющему и информационному входам устЗй ройства, а выходы элементов И первой и второй групп соединены со вторыми входами соответственно второго и первого регистров, третин вход первого разряда сумматора соединен с, гЩ входом логического нуля устройства, выход переноса старшего разряда сумматора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к управляющему входу устройства.

5 9l l регистр 7 при подаче импульса yriравления х.

Регистр 7 состоит иэ (и+1)

RS-триггеров, входы R уста, овки нуля которых соединены с вхором начальной установки 9, а выходы соединены с первыми входами соответствующих weментов И группы 7. Регистр 7 предназначен для записи результата очередного суммирования, а после окон- 16 чания процесса квадратирования регистр 7 содержит (и+1) младших разрядов результата Y.

Группа элементов И 6 состоит иэ

:(n+1) элементов И, второй вход каж- 15 дой иэ которых соединен с входом 10, а выходы соединены с входами » установки единицы соответствующих разрядов регистра 8.

Группа элементов И 6 предназна- 26 чена для передачи содержимого регистра .7 в регистр 8 при подаче входного импульса х.

Регистр 8 состоит иэ (и+1)

RS-триггеров, входы Й установки нуля 2З которых соединены с входом начальной установки 9. Регистр 8 предназначен для хранения промежуточного результата сложения.

Устройство дяя получения квадра- 30 тичной зависимости работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 1 и регистры. 7 и 8 находятся в нулевом состоянии. Частота следования 1, Эю импульсов управления х » по входу управления 11 равна fz, причем они сдвинуты по фазе Р влево относительно входных импульсов Ж на полтакта (фиг.2). Под тактом работы щ устройства принимается период Те следования импульсов Ж . Таким образом, такт включает в себя один импульс последовательности »=, и один им1 пульс последовательности и 1оф мака, 1

Е = Нов 2Т где N - количество импульсов входной величины

Т@ — период следования импульсов входной величины

Техническое преимущество пред" лагаемого устройства для получения

К началу первого такта на выходах сумматора имеется комбинация

0...0001. При прохождении импульса управления Ж по входу управления

11 содержимое сумматора переписывается в регистр 7, на выходах которого образуется результат Y 0...0001.

Счетчик 4 необходим в случае переполнения сумматора 2 и его выходы

И образуют старшие разряды .результата.Y. При прохождении входного импульса ж, по входу 10, содержимое регистра 7 переписывается в регистр

521 6

8: 0...0001 содержимое счетчика 1 увеличится на единицу и станет

0...0001, а на выходах сумматора образуется код О.. 0100. Таким образом, при т 1 Y = 1.

При прохождении импульса управления 4 » во втором такте содержимое сумматора переписывается в. регистр. 7: О;..0100. При прохождении входного импульса ж содержимое регистра 8 станет равным 0...0100, содержимое счетчика 1 увеличится на единицу 0...0010, а на выходах сумматора 2 образуется код 0...1001.

Таким образом, при Х 2 У 4 и т.д.

Принцип действия устройства основан на последовательном преобразовании каждого К-го импульса из входной последовательности N-импульсов величины а в код 2 K + l (К = О, N-1) и последовательном суммировании.

Между тем известно, что сумма членов ари©метической прогрессии с общим членом 2 К + 1 при K=0, N-1 равна

N, -т.е.

7. Рк ) -N<

%=О

Предлагаемое устройство для получения квадратичной зависимости не обладает методической и систематической погрешностью в получении квадрата числа.

Обьем аппаратурных затрат определяется максимальным значением входной величины ж Число разрядов п счетчика 1 выбирается следующим образом: где йс,»„-%ма», округленное до ближайшей большей степени числа 2.

Число разрядов сумматора 2, регистров 7 и 8 выбирается на единицу большим, чем и, а число разрядов счетчика 4 - на единицу меньшим.

Время вычисления устройства определяется .величиной

91 квадратичной зависимости по сравнению с прототипом состоит в возможности повыаения на несколько порядков частоты входного сигнала . при сохранении работоспособности устройства.

Формула изобретения .

Устройство для получения квадра тичной зависимости, содержащее первый и-разрядный и второй (n-1)"разрядный счетчики, входы установки нуля которых подключены к установочному входу- устройства, элемент И, аыход которого соединен со счетным входом второго счетчика, вход первого счетчика соединен с входом устройства, группы элементов И, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьеения быстродействия, в него вВедены (@+1)-разрядный сумматор, первый и второй (и+1)-разрядные регистры, причем выходы первого счетчика соединены со сдвигом на один разряд вправо с первой группой входов сумматора, первый вход первого разряда которого соединен с вхо дом логической единицы устройства, 1521 8 вторая группа входов сумматора подключена к разрядным выходам первого регистра, первый вход которого,а также первый вход второго регистра, соединены с установочным входом устройства, разрядные выходы сумматора и второго регистра соединены с первыми входами элементов И соответственно первой и второй групп,вторые в входы которых подключены соответственно к,управляющему и информационному входам устройства, а выходы элементов И первой и второй групп соединены со вторыми входами соотIg ветственно второго и первого регистров, третий .вход первого разряда сумматора соединен с входом логического нуля устройства, выход переноса старшего разряда сумматора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к управляющему входу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

I1 587472, кл. G 06 G 7/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Г 113563, кл. G 06 F 7/38, 1957 (прототип).

911521

Составитель Н. Шелобанова

Техред А.Бабинец Корректор Ю. Иакаренко

Редактор Е. Лушникова филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 1129/40 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5