Устройство для возведения в квадрат одноразрядных чисел

Устройство для возведения в квадрат одноразрядных чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

е:окэа Советских ."ОЧиалистических

Республик

647683 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51) М. Кл.

Q 06F 7/38 (22) Заявлено 21.04.76 (21) 2351109/18-24 с присоединением заявки №(23) ПрибритетГасударстаенный квинтет

СССР ее делам иэобретений и еткрытнй

Опубликовано15.02.7 .Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 19.02.79 (53) ygy 681.325..5(088.8) Б. A. Клабеков, В. М. Малафеев, H. A. Мурадян и В. М. Тузов (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени электротехнический институт связи (?1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ B КВАДРАТ

ОДНОРАЗР ЯДАХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области вычислительной техники, касается квадра ° тора, выполненного на элементах с час тотным кодированием информации и может найти применение в вычислительных устройствах, использукипих сис гемы счисления с большим основанием.

Известны матричные схемы квадрирования и умножения, работающие с потенциальными и импульсными сигналами

ИЭти схемы обладают следующими недостатками: в этих схемах с ростом ос нованяя системы счисления (A )), возврдимых в квадрат или перемножаемых чисел пропорционально растет количество необходимого оборудования и уменьшается помехозащищенность. В связи с этим, в таких схемах для т -значных систем счйсленищ--при М > 10 требуются затраты большого количества оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является умножитель одноразрядных чисел 12), содержащий блоки формирования старшего и младшего разряда квадрата исходного числа, входы которых соединены с входной шиной устройства.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение помехоэашищенн ости.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены блок формирования частоты сдвига и блок формиро( вания групп импульсов переменной частоты. Кроме того, "блоки формирования старшего и младшего разряда квадрата исходного числа состоят соответственно из первого и второго разностных смесьтелей частот, первого и второго фильм ров частот, первого и второго умножителей частот, первого и второго суммирующих смесителей частот, причем первые и вторые выходы первого и второго разностных смесителей частот соединены соответственно с входной шиной устройства и первым и вторым выходом блока формирования групп импульсов пе647683 ременной частоты, выходы первого и второго разностных смесителей частот соединены соответственно с входами первого и второго фильтров частот, выходы которых соединены соответственно с 5 входами первого и второго умножителей частот, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго суммирующих смесителей частот, вторые входы которых соединены 10 с выходом блока формирования частоты сдвига, выходы первого и второго сум мирующих смесителей частоты, являют ся соответственно первым и вторым выходами устройства. 15

На фиг. 1 приведена структурная схе-. ма предлагаемого устройства, на фиг.26 — частотные диаграммы его работы.

Устройство содержит (фиг. 1), блок формирования старшего разряда квадра- 20 та исходного числа 1, блок формирования младшего разряда квадрата исходного числа 2, первый и второй разност ные смесители частот 3,4: первый и вто-: рой фильтры частот 5, 6, первый и вто- 25 рой умножители частот 7, 8, первый и второй суммирующие смесители частот.

О, 10, блок формирования частоты сдвига 11, блок формирования трупп импульсов переменной частоты 12а ЗО

Работу квадратора рассмотрим на примере возведения в квадрат чисел в четверичной (Ф =4) системе счисления.

В четверичной системе цифры кодируем следующим образом.

О,, 1,, 2,, 3

Квадратор имеет один вход, на который подается сигнал с частотой соответствующий возводимому в квадрат числу х и два выхода, с которых сйи- 40 маются сигналы с частотами 1 1 и, соответствующимй значениям старшего и младшего разрядов квадрата ис"ходного числа Х, В таблицв приведе--! ны значения этих разрядов для всех воз- 45 можных Х.

Хгр О О -1 2

Цгр О 1 О

Сигнал с частотой 2> (на фиг. 2а доказаны все возможные значения этой част оты ), с о ответствующей в озв оди м о му в квадрат числу Х, поступает на входы блоков формирования старшего и младmего разряда квадрата числа Х . В каждом из этих блоков сигнал со входа подается на 1-й вход разностного смесителя (3,4). На второй вход этого разностного смесителя подаются соответствующие группы импульсов переменной частоты, а именно, в блоке Iпервая группа импульсов, а в блоке 2 вторая группа .импульсов (фиг. 2 б,в}.

Эти группы импульсов формируются в блоке формирования групп импульсов переменной частоты 12, и снимаются соответственно с 1-ro и 2-ro выхода этого блока.

Группы импульсов формируются таким образом, что отклонение частоты группы от частоты х пропорциональ-но для первой группы - значению стар- шего разряда квадрата числа Х, а для второй группы - значению младшего разряда квадрата числа Х. Из диаграммы (фиг. 2 б, в) видно, что коэффициент пропорциональности выбирается равным

Lf= Ь W($îo, где Ь P - частотный промежуток между входными частотами кодирования.

В соответствии с этим правилом, а также с учетом значений старшего и младшего разрядов квадрата числа Х из табл. : определяем значения частот для обеих груйп: для группы Х -,461

11 4, + 2 ><, + а для группы 2 - 4о+, 1+2 4., 24+ь| р1 +2ь|.

В спектрах сигналов, снимаемых с выходов разностных смесителей (3 и 4) присутствуют частоты, представляющие собой разность х и частот группы

1 и группы 2.

На фиг. 3, 4, 5, 6 показаны частот ные диаграммы работы квадратора в случаях, когда на входе присутствуют различные частоты 1, - фиг. 3, f -фиг. 4в, fä «фиг.5г, фиг..б д.

На диаграмме "а" в каждом случае показана частота, присутствующая на входе, а на диаграммах "б" и в"первая и вторая частотные, сетки.

На диаграммах "г". и "д приведены спектры сигналов на выходе смесителей

3 и 7 соотв етственно.

Далее в каждом из блоков сигнал с выхода смесителя поступает на вход фильтров в и 6 соответственно в 1-ом

647683 и 2-ом блоке), имеющих частотную характеристику, показанную на диаграмме

"е". С выхода фильтра 5 снимается сигнал, частота которого пропорциональна значению старшего разряда квадрата числа X (диаграмма "ж ) а с выхода фильтра 6 — частота, пропорциональная значению .,младшего разряда квадрата числа X (диаграмма "з ).

Однако, если эти сигналы прямо подать íà выход схемы, то будет иметь место неоднозначность кодирования вход ных и выходных сигналов. Для приведения частот выходного сигнала в соответствие с исходной системой кодировавания выполняются следукяцие преобразования. В каждом блоке сигнал с выхода фильтра (5 и 6) подается на умножитель частоты 7 и 8 с коэффициентом умножения К=10 (диаграммы и" и "к"). С выхода умножителя сигнап поступает на первый вход суммирующего смесителя (9 и 10), на второй вход которого подается частота сдвига

1 . =, — Ю ьf, благодаря чему сигйал сдвигается в исходный диапазон частот (диаг раммы л", и м ).

В результате, на выходе 1 получаем частоту, соьтветствуюшую значению старшего разряда числа Х (диаграмма

"л "), а на выходе 2 частоту, соответствующую значению младшего разряда

X (диаграмма м ).

Схема предложенного квадратора не .31 зависит от того, какой сйстемесчисления принадлежит возводимое в квадрат число. Зто обстоятельство приоб1зетает особо важное значение для систем счисления с основанием 1О, так как в обыч4О ных матричных схемах в этом случае требуется значительное увеличение количества оборудования.

Предлагаемый квадратор может быть выполнен на основе серийно выпускаемых

45 элементов, построенных: ло интегрйьной гибридной технологии, обеспечивающих быстродействие в несколько мега герц.

Ф ор мула изобретения

Устройство для возведения в квадрат одноразрядных чисел, содержащее блоки формирования старшего и младшего разряда квадрата исходного числа, входы которого соединены с входной шиной устройства„о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения помехозашищенности, в него введены блок формирования частоты сдвига и блок формирования групп импульсов, переменной частоты, кроме того, блоки формирования старшего и младшего разряда квадрата исходного числа состоят соответственно из первого и второго разностных смесителей частот, первого н второго фильтров частот, первого и второгоумножителей частот, первого и второго суммирующих смесителей частот, причем первые и и вторые выходы первого и второго разностных смесителей частот соединены соответственно с входной шиной устройства и первым и вторым выходом блока формирования групп импульсов переменной частоты, выходы первого и второго разностнь1х смесителей частот соединены соответственно с входами первого и второго фильтров частот, вихры которых соединены соответственце с входами первого и второго умножителей частот, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго суммирующих смесителей частот, вторые входы которых соединены с выходом блока формирования частоты сдвига, выходы первого и второго суммирующих смесителей частоты являются соответственно первым и вторым выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Многоустойчивые элементы и их применение"; под ред. Сигорского В. П., Сов. радио", М., 1971.

2. Авторское свидетельство СССР, No. 338899, кл. Q 06 Р 7/52, 1972.

647883

Фиг. 3 а б, 6 г

0 в

3 и и

Составитель А. Уткин

Редактор С. Хейфип Техред Л. Алферова Корректор A. Власенко

Заказ Ì2/41 Тираж 779 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений v. открытий

113036, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4