Устройство для умножения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п>955049 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02.10.75 (21) 2177019/18-24 с присоединением заявки пе (23) Приоритет (51)М. Кл.

6 06 F 7/62

Государственный комнтет

СССР ао делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано 30.08.82 Бюллетень М 32 (53) УД К 687. .325(088.8) Дата опубликования опнсания30.08.82 (72) Автор изобретения

Б. В. Чистяков. (7I) Заявитель (5й) УСТРОЙСТВО ДДЯ УМНОЖЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известно устройство для умножения частотно-импульсной последовательности, содержашее счетчик, генератор импульсов, триггеры, элементы И и ИЛИ f1)

Недостатки данного устройства - пониженная точность. операции умножения и ограниченный диапазон изменения входных частотно-импульсных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для умножения, содержавшее блок задания коэффициента умножения, выход которого подключен ко входу первого регистра, разрядные выходы которого подключены к первым входам элементов И первой группы, выходы которых подключены к соответствукецим входам первого счетчика, вход которого подключен к выходу первого 20 генератора импульсов, а выход подклю чен ко вторым входам элементов И первой группы, к первым входам первого и второго элементов И, выход второго

2 элемента И подключен ко входу второго счетчика, разрядные входы которого подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, первые входы которых подключены к выходу второго счетчика, а вторые входы подключены соответственно к разрядным выходам второго регистра, разрядные входы которого подключены к соответствуканим выходам элементов И третьей группы, первые входы которых подктпочены к соответствукхним разрядным выходам третьего счетчика, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента И, входы которого атодключены ко входам четвертого элемента И и выходам второго генератора импульсов и первого триггера соответственно, вход первого триггера подключен к первому входу элемента

ИЛИ, через первый элемент задержки ко вторым входам элементов И третьей группы, через второй элемент задержки ко второму входу третьего счетчика, ко входу второго триггера через третий

95504

3 элемент задержки и к выходу пятого элемента И, первый вход которого подключен к первому входу устройства и второму входу второго элемента И, второй вход пятого элемента И подипочен ко второму входу устройства и первому входу шестого элемента И, второй вход которого подипочен к нулевому выходу третьего триггера, вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, 1еовый вход которого подключен к выходу шестого элемента И, а второй вход подключен к выходу второго триггера, единичный выход .третьего триггера подключен к третьему входу второго элемен- 15 та И, выход четвертого элемента И через четвертый элемент задержки подипочен ко входу четвертого триггера, выход которого. подипочен к первому входу восьмого элемента И и второму входу 20 первого элемента И, второй вход восьмого элемента И подипочен к выходу второго генератора импульсов, а выход восьмого элемента И подключен к единичному входу пятого триггера, выход 25 которого подключен к третьему входу четвертого элемента И )2)

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон умноженияе

Цель изобретения — расширение диапазона умножения.

Поставленная цель достигается тем, что в устроиство введены дешифратор, элемент НЕ, дополнительные счетчик, 35 триггер, элементы И и элемент ИЛИ, вход которого подключен к выходу дополнительного счетчика, первый вход которого подключен и выходу первого дополнительного элемента И, первый вход кою .торого подключен к выходу первого элемента И и первому входу второго дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к нулевому выходу дополнительного триггера, единичный выход

45 которого подключен ко второму входу первого дополнительного элемента И, третий вход которого подключен к первому входу третьего дополнительного элемента И, через элемент НЕ к первому входу четвертого дополнительного элемента И, пер50 вому входу пятого дополнительного элемента И и выходу дешифратора, вход которого подключен к выходу третьего счетчика, второй вход пятого дополнитель-ного элемента И подключен к выходу пятого элемента И, а выход пятого дополнительного аимента И подипочен к нуле-, вому входу пятого триггера, единичный вход которого подключен к единичному входу дополнительного триггера, нулевой выход которого подключен ко второму входу второго дополнительного элемента

И, выход которого подипочен ко второму входу элемента ИЛИ, третий вход которою подключен ко второму входу дополнительного счетчика и выходу третьего дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика, вторым входам элементов И второй группы и второму входу четвертого дополнительного элемента И, выход которого подипочен к четвертому входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, выход дополнительного элемента ИЛИ подипочен к третьему входу третьего дополнительного элемента И.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство содержит счетчики 1 — 4, генераторы 5 и 6 имйульсов, регистры

7 и 8, дешифратор 9, блок 10 задания коэффициента умножения, триггеры 11 — .

16, элементы И 17 — 29, группы элементов И 30 — 32, элементы ИЛИ 33 и 34, элемент НЕ 35, элементы 3639 задержки, входы 40 и 41 и выход

42 устройства.

Предлагаемое устройство работает в двух режимах.

В первом режиме работы погрешность умножения определяется погрешностью преобразования периода в код, которая равна отношению входной умножаемой частоты к частоте заполнения периода входной частоты.

При этом в указанном режиме ксятнч ество импульсов Н1, накапливаемое в счетчике 1 в течение периода входной частоты, больше минимально допустимого количества импульсов Nт мин дон, которое определяется заданной допустимой погрешностью умножения.

В предлагаемом устроистве частота импульсов заполнения периода входной частоты выбирается заведомо меньшей величины.

Во втором режиме работы погрешность умножения не зависит от погрешности преобразования периода в код и определяется отношением частоты заполнения периода входной частоты к частоте пересчета, задаваемой с выхода счетчика 3.

При больших значениях коэффициента умножения это отношение является малой величиной.

5 сф 50

В данном режиме работы количество импульсов:1 т меныж т мин доц . Первый режим работы определяется отсутствием, а второй режим — наличием сигнала на выходе дешифратора 9.

Устройство для умножения работает следующим образом.

Входные сигналы умножаемой частотъ подаются на вход 40.

При подаче сигнала разрешения на вход1й

41 открывается элемент И 18 и первый импульс входной умножаемой последовательности проходит через указанный элемент, переводит триггер 11 в единичное состояние и через элемент ИЛИ 34 поступает на выход устройства. Ы результате открывается элемент И 21 и на вход счетчика 1 начинают проходить импульсы заполнения периода с выхода генератора 5 импульсов. 20

Заполнение счетчика 1 осуществляется до момента прихода следукицего импульса умножаемой последовательности, который обнуляет счетчик 1. В резуль ате этого за интервал времени между двумя входными импульсами в счетчике

1 образуется информация; характеризующая код периода умножаемой частоты. С п оступпением следующего {второго после подачи сигнала разрешения) импульса 30 умножаемой частоты информация, накопленная в счетчике 1, передается через элементы И группы 30 в регистр 7, где запоминается, а счетчик 1 обнуляется.

Необходимый временной сдвиг между мо ментами передачи информации и обнуления счетчика 1 осуществляется за счет элементов 38 и 39 задержки.

Одновременно сигнал с выхода элемента И, 17 лроходит через элемент И 19 на вход триггера 13, переводя его в единичное состояние. В результате запирает« ся элемент И 17, .открывается элемент

И 24 и на вход счетчика 2 начинают подаваться импульсы пересчета с выхода счетчика 3. В первый период входной частоты определяется код периода, ин- формация о котором далее используется для получения импульсной последовательности умножения частоты. Для получею я информации об умноженной частоте в течение первого периода входной последовательности в первом режиме служит схеМа, состоящая из элементов И 20, 21, 23 и триггеров 14 и 15. После

S подачи сигнала разрешения на вход 41„ на выход элемента И 20 проходит сигнал с выхода генератора 5 импульсов. Одновременно импульс с выхода генератора

49 6

5 импульсов подается на вход элемента

И 22. С выхода элемента И 20 сигнал через элемент 37 задержки проходит на счетный вход триггера 14, переводя его в единичное состояние. При этом открывается элемент И 23 и на его выход проходят сигналы с.-выхода счетчика 3.

Указанные сигналы проходят далее через элементы ИЛИ 34 на выход устройства, образуя первые сигналы умноженной цоследовательности импульсов.

При поступлении следующего сигнала с выхода генератора 5 срабатывают триггеры 14 и 15, в результате чего запираются элементы И 20, 22 и 23, что необходимо для нормального функционирования устройства. Сигналы с выхода счетчика 2 через элемент И 28 и элемент ИЛИ 34 подаются на выход 42 устройства, образуя последовательность импульсов умноженной частоты, и на управляющие входъ элементов И группы 31.

В результате этого информация о коде периода умножаемого сигнала, запомненная в регистре 7, передается через элементы И группы 31 в счетчик 2, образуя его исходную уставку. Таким образом, в зависимости от величины кода периода на выходе счетчика 2. при определенном коэффициенте умножения, т.е. при определенной частоте следования импульсов на его выходе, устанавливается вполне ойределенная частота импульсов умноженной частоты. Каждый последующий импульс умножаемой частоты осуществляет. периодически сб1рос старой информации в регистре 7 и запись информащщ о новом периоде.. Получение изменяемой в зависимости от величины коэффициента умножения частоты импульсов на входе счетчика 2 осуществляется с цомопц.ю дискретного управляемого генератора импульсов, в который входят генератор 6 импульсов, счетчик 3 импульсов, элементы И груйпы 32 и регистр 8. С выхода генератора 6 последовательность импульсоВ по ступает на вход счетчика 3, где и нересчитывается. Причем «оэффюшент пересчета ,задается информацией с регистра 8 через элементы И группы 32. В регистр 8 информация.записътвается с блока 10 задания коэффициента умножения. Чем. больше величина коэффипяеита умножения, тем меньше коэффициент пересчета (счетчик

3 работает в рекламе сложения) и тем больше частота на Выходе счетчика 3.

Сигналы пересчета с выхода счетчика 3 подаются также на управляющие входы элементов И группы 32. В результате информация, запомненная в регистре 8, 7 9550 передается в счетчик 3 в виде исходной уставки, и начинается новый цикл пересчета.

При увеличении значения частоты входных сигналов на выходе дешифратора

9 появляется высокий уровень напряжения, 49 8 ляет поднять верхний предеп коэффициента умножения беэ уменьшения точности.

Формула изобретения на суммирукяций вход счетчика 4 начинают проходить импульсы пересчета с выхода счетчика 3. Указанные импульсы суммируются s счетчике 4. Импульсы на вход счетчика поступают до момента поступления следующего сигнала с выхода генератора ь импульсов, который проходит через элемент И 22 на вход Tparгера 15, переводя его в. единичное со30 стояние, и далее переводит триггер 14 в нулевое, состояние, что приводит к запиранию элементов И 22 и 23. Dance описанный процесс периодически повторя3$

40 чем определяется второй рмким работы

c T p o A c T B а .

При этом открывается элемент И 32, закрывается элемент И 31 и подается высокий уровень напряжения на один из входов элементов И 29 и 30. При этом первый же сигнал с выхода элемента 18 после момента 12 проходит через элемент И 29 и переводит триггер 15 в нулевое состояние. Это приводит к отпиранию элемента И 20. Далее сигнал с выхода генератора импульсов 5 проходит через элемент 20 и переводит триггер

14 в единичное состояние. При этом открываютсм элементы И 22 и 23 и через элемент 23 и далее через элемент И 26 ется с nooTymIeageM каждого последующего импульса входной умножаемой частоты. С поступлением первого же им- . пульса на вход счетчика 4 на выходе элемента ИЛИ 3U, входы которого свяэаны с разрядными выходами счетчика 4, вырабатывается высокий уровень напряжения, в результате чего отпирается элемент И 27 для сигналов с выхода счетчика 2. Указанные сигналы с выхода счетчика 2 проходят на выход элемента И 27 4$ и далее Hs вычитакиций вход счетчика 4 и через элемент ИЛИ 34 иа выход устройства. При этом прохождение сигналов на выход устройст.ва осуществляется до момента обнуления счетчика 4. В момент $0 обнуления указанного счет апта на выходе элемента ИЛИ 33 исчезает высокий уровень напряжения и элемент И 27 запирается. Далее описанный процесс периодически повторяется. SS

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает существенное расзциреиие диапазона умножения, так как позв

1$

Устройство дпя умножения содержа» щее блок задания коэффициента умножения, выход которого подключен ко входу первого регистра, разрядные выходы которого подключены к первым входам элементов И первой группы, выходы которых подключены к соответствующим входам первого счетчика, вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а выход подключен ко вторым входам элементов И первой группы, к первым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И подключен ко входу второго счетчика, разрядные входы которого подключежы к выходам сооТ ветствукицих элементов И второй группы, первые входы которых подключены к выходу второго счетчика, а вторые входы тюдключены соответственно к разрядным. выходам второго регистра, разрядные входы которого подк1почены к соответствующим выходам элементов И третьей группы, первые входы которых подключены к соответствую цим разрядным выходам третьего счетчика, первый вход которого подщпочен к выходу третьего элемента

И, входы которого подключены ко входам четвертого элемента И и выходам вто-, рого генератора импульсов и первого триггера соответственно, вход первого триггера подключен к первому входу элемента ИЛИ, через первый элемент задержки - ко вторым входам элементов

И третьей группы, через второй элемент задержки - ко второму входу третьего счетчика, входу второго триггера через третий элемент задержки и выходу пятого элемента И, первый вход которого подключен к первему входу устройства и второму входу второго элемента. И, второй вход пятого элемента И подключен ко второму входу устройства и первому входу шестого элемента И, второй вход которого подключен к нулевому вы» ходу третьего триггера, вход которого подключен к выходу седьмого элемента

И, первый вход которого подключен к выходу шестого элемента И, а второй вход подключен к выходу второго триггера, единичный выход третьего триггера подключен к третьему входу второго weмента И, выход четвертого элемента И через четвертый элемент задержки под10

9 9550 ключен ко входу четвертого триггера, выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И и второму входу первого элемента И, второй вход восьмого элемента И подключен к выходу второго генератора импульсов, а выход восьмого элемента И подключен к едшшчному входу пятого триггера, выход которого подключен к третьему входу . четвертого элемента И, о т л и ч а ю - 1О щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона умножения, в него введены дешнфратор, элемент НЕ, дополнительные счет их, триггер, элементы И и элемент

ИЛИ,. вход которого подключен к выходу 1 дополнительного счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И и первому входу второ- 20. го дополнительного sJIeMeHTa И, второй вход которого подключен к нулевому выходу дополнительного триггера, единичный выход которого подключен ко второму входу первого дополнительного эле- 2S мента И, третий вход которого подключен к первому входу третьего дополнительного элемента И, через элемент НЕ - к первому входу четвертого дополнительного элемента И, первому входу пятого допол- р кительного элемента И и выходу дешифратора, вход которого подключен к выходу третьего счетчика, второй вход пятого дополнительного элемента И подключен к выходу пятого элемента И, а выход пятого дополнительного элемента И подключен к нулевому входу пятого триггера, единичный вход которого подключен к egmяичному входу дополнительного триггера, нулевой выход которого подключен ко второму входу второго дополнительного элемента И, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ, третий вход которого подключен ко второму входу дополнительного счетчика и выходу третьего дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика, вторым входам элементов И второй группы и второму входу четвертого дополнительного элемента И, выход которого подключен к четвертому входу элемента ИЛИ, выход которого яв1 ляется выходом устройства, выход дополнительного элемента ИЛИ подключен к третьему входу третьего дополнительного элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No. 247359в кл (j 06 Г 7/441 1969.

2.. Авторское свидетльство СССР

% 446879, кл. Cj. 06 F 7/44, 1974 (прототип) .

ВНИИПИ Заказ 6438/53 Тираж 731 Подписное

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, у:i. Проектная, 4