Устройство для возведения в квадрат

Устройство для возведения в квадрат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 11 552606

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28,04.75 (21) 2129046/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 11.04.77 (51) М. Кл.а G 06F 7/38

Государственный комите1

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327(088.8) (72) Авторы изобретения

T. Г. Галамай и В. Б. Дудыкевич (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ

N= т, Изобретение относится к области вычислительной техники, Известно устройство для возведения в квадрат, содержащее умножители и делители частоты, формирователи кодовых импульсов, вентили, блок выделения периода (1). Это устройство имеет такие недостатки, как сложность и большие аппаратурные затраты.

Известно также наиболее близкое по техническому решению к изобретению устройство для возведения в квадрат, содержащее два счетчика, группу элементов И, первый триггер, первый ключ, первый вход которого соединен с шиной сигнала опорной частоты, второй и третий ключи и элемент задержки (2).

Недостатком его является низкое быстродействие устройства.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Это достигается тем, что устройство содержит элемент ИЛИ, блок управления и второй триггер, единичный вход которого соединен с выходами элементов И группы, а выход — с первым входом второго ключа, подключенного через элемент задержки к первому входу элемента ИЛИ. Выход элемента ИЛИ соединен с нулевым входом второго триггера, вторым входом второго ключа и входом сложения второго счетчика, выполненного реверсивным, вход вычитания которого связан с входом первого счетчика и выходом первого ключа, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления. Первый вход блока управления соединен с шиной входного сигна5 ла, второй вход — с выходом второго счетчика и нулевым входом первого триггера, второй выход блока управления — с первым входом третьего ключа, второй вход которого связан с первым входом первого ключа. Выl0 ход третьего ключа подсоединен к второму входу элемента ИЛИ и единичному входу первого триггера, выходы разрядов первого счетчика — к потенциальным входам элементов И группы, импульсные входы которых

15 подключены к выходам разрядов второго счетчика.

В известном устройстве измеряют период

Т„ следования входных импульсов и в счетчике получают число

20 где Тс — период следования импульсов опорной частоты.

2ь Затем путем счета N периодов Т формируют импульс длительностью

Т,=Т„N=

Тх (1)

Тс

30 Погрешность устройства определяется в ос552606 новном погрешностью квантования периода

Т„. Для уменьшения этой погрешности необходимо увеличивать частоту fo или уменьшать ее период То. При этом возрастает длительность формируемого интервала Ть

Пусть, например, входная частота равна

1 Гц, т. е. ее период Т вЂ” 1 сек. При погрешности преобразования 0,1o N должно быть не менее 1000. Тогда Т превышает 1000 сек. При уменьшении погрешности преобразования до

0,01 интервал Т превысит 10000 сек. Следовательно, известное устройство для возведения в квадрат обладает низким быстродействием.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит из блока 1 управления, ключа 2, счетчика 3, реверсивного счетчика 4, группы 5 элементов И, триггера 6, ключа 7, элемента 8 задержки, элемента ИЛИ 9, ключа 10, триггера 11. На вход 12 подается опорная частота

fo—

То

Работает устройство следующим образом.

Предварительно триггеры 6 и 11, счетчик 3 устанавливаются в «О», ключи 2 и 10 закрыты, счетчик 4 находится в единичном состоянии.

На вход блока 1 подается сигнал с периодом

1 следования T„= —. Блок 1 на время Т отfr крывает ключ 2, через который импульсы опорной частоты поступают на вход. счетчика

3 и вход вычитания счетчика 4. Число импульсов, поступивших в счетчик 3 за время Т, равно

NT=у,, 1о ° (2)

В счетчик 4 записывается число

No = N — NT. (3) (У вЂ” коэффициент пересчета счетчиков) .

По окончании интервала времени Т„ сигналом с выхода блока 1 открывается ключ 10, через который импульсы опорной частоты fo поступают на единичный вход триггера 11, устанавливая его в «1», на вход элемента ИЛИ

9 и далее на вход сложения счетчика 4.

На второй вход элемента ИЛИ 9 проходят через элемент 8 импульсы частотой fo с выхода ключа 7. Частота импульсов на выходе элемента 9 равна

f. =fo+f {4)

Импульсы с частотой f> с выхода группы 5 элементов И поступают на единичный вход триггера 6. Элементы совпадения группы 5 являются двухвходовыми, Входы каждой из схем подключены к прямому выходу одного из триггеров счетчика 4 и к инверсному выходу одного из триггеров счетчика 3, причем если один из ее входов подсоединен к триггеру старшего разряда счетчика 3, то второй вход — к триггеру младшего разряда счетчика 4, и наоборот. Импульс появляется на выходе того элемента И, который подключен к находящемуся в единичном состоянии триггеру счетчика 3 и переходящему из нулевого в

5 единичное состояние триггеру счетчика 4.

Средняя частота f> следования импульсов на выходе группы 5 элементов И определяется частотой импульсов fo, подаваемой с выхода элемента ИЛИ 9 на вход вычитания счетчи10 ка 4, и числом М„записанным в счетчике 3, и равна

{6) 30 С учетом выражений (4) и (5) fo — fo+ f (о

{7) или

g fo 1 гл

/o— т (8) 35

При поступлении на вход сложения счетчика 4 N2 импульсов он переполняется и импульс переполнения подается на нулевой вход

40 триггера 11, устанавливая его в исходное состояние, и на вход блока 1, сигналом с выхода которого ключ 10 закрывается.

Длительность импульса, сформированного триггером 11, равна времени, которое необхо45 димо для поступления в счетчик 4 N„импульсов с частотой следования fo, и определяется выражением

Ит ЛГ2 У2, Т2

Т,=

fo fo +m fo т то у 2 1 у.2 тт тт То (9) Таким образом, длительность импульса, 55 сформированного триггером 11, пропорциональна квадрату периода следования входных импульсов.

Сравним параметры прототипа и предложенного устройства.

60 Длительность импульса, пропорционального квадрату периода следования входных импульсов, в прототипе равна

Тх

Т,=

65 Т то т (5) тт

15 В исходном состоянии ключ 7 открыт и импульсы с выхода элемента ИЛИ 9 поступают через открытый ключ 7 на вход элемента 8 и далее на второй вход элемента 9 до тех пор, пока импульс с выхода группы 5 не опрокинет

20 триггер 6 в единичное состояние и сигналом с выхода последнего ключ 7 закроется. Перевод триггера 6 в исходное положение осуществляется очередным импульсом, поступающим на нулевой вход триггера 6 с выхода эле25 мента ИЛИ 9, причем этот импульс исключается из счета.

Частота импульсов /7 равна

f7 fo fo °

552606

Сост а витель Р. Я воровская

Техред А. Камышникова

Корректор 3. Тарасова

Редактор И. Грузова

Тирамс 899

Изд. № 318

Подписное

Заказ 676/10 ипогра<рия, пр. Сапунова, 2

В предложенном же устройстве

Т2 т, Nm ТО что в Nm раз меньше, чем в прототипе, Так, при f=1 Гц, погрешности преобразования 0,1 /о и коэффициенте пересчета счетчиков N =1000 Т> равно порядка 1 сек.

Следовательно, в предложенном устройстве достигнуто существенное повышение быстродействия.

Использование новых элементов — элемента ИЛИ, блока управления, триггера, выполнение второго счетчика реверсивным, исключение элемента задержки — выгодно отличает предложенное устройство от прототипа, так как существенно повышается быстродействие устройства, что увеличит сферу применения устройства и устранит необходимость разработки ряда подобных устройств, имеющих диапазоны рабочих частот, близкие к диапазону частот описываемого устройства.

Дополнительное введение элемента ИЛИ, триггера и блока управления не приводит к значительному усложнению схемы, тем более что в прототипе для повышения надежности работы устройства также нужен блок управления.

Формула изобретения

Устройство для возведения в квадрат, содержащее два счетчика, группу элементов И, первый триггер, первый ключ, первый вход которого соединен с шиной сигнала опорной частоты, второй и третий ключи и элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно

5 содержит элемент ИЛИ, блок управления и второй триггер, единичный вход которого соединен с выходами элементов И группы, а выход — с первым входом второго ключа, подключенного через элемент задержки к перво10 му входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, вторым входом второго ключа н входом сложения второго счетчика, выполненного реверсивным, вход вычитания которого соединен с

15 входом первого счетчика и выходом первого ключа, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход соединен с выходом второ20 ro счетчика и нулевым входом первого триггера, второй выход блока управления соединен с первым входом третьего ключа, второй вход которого соединен с первым входом первого ключа, а выход третьего ключа подклю25 чен к второму входу элемента ИЛИ и единичному входу первого триггера, причем выходы разрядов первого счетчика соединены с потенциальными входами элементов И группы, импульсные входы которых подключены к вы30 ходам разрядов второго счетчика.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1. Авт. св, Ма 424143, кл. G 06F 7/38, 1972.

2. Авт. св. М 382088, кл. G 06F 7/38, 1971.