Счетное устройство

Счетное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

Р.Э. Гут (73) Заявитель (54) СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к импульс,ной технике и может быть использовано для обработки дискретной информации.

Известно счетное устройство, в котором количество поступивших импульсов представляется в форме обратного числа, Оно содержит суммирующий счетчик импульсов, связанный с блоком определения обратного числа, который

\. осуществляет операцию деления единицы на число, зап..санное в счетчике методами, обычно используемыми в вычислительной технике (33.

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое формирует код обратного числа поимпульсно на основе an1 проксимации зависимости у=-, где и

n ° число поступивших импульсов. Оно содержит счетчик импульсов, вычитающий счетчик с параллельным вводом, ключи, элементы ИЛИ, элементы запрета. Элементы ИЛИ соединены последовательно, второй вход каждо -о элемента ИЛИ соединен с прямым (единичным) выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика. Выход каждого элемента ИЛИ подключен к блокирующему входу элемента запрета через который прямой выход триггера суммирующего

19 счетчика связан с входом ключа. Другой вход ключа связан с общим входом устройства. Выходы ключей связаны со счетным входом каждого второго триггера вычистающего счетчика. Вход триггера старшего разряда вычитающего счетчика подключен к выходу первого элемента запрета непосредственно (2).

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно обладает

20 низкои точностью определения обратного числа. Это объясняется тем, что устройство реализует кусочно-линейную интерполяцию обратной зависимос1 к ти у - с узлами в точках n = 2 (К и

0,1,2,...) . Иначе говоря, формируется точное значение требуемой зависимости лишь длл числа поступивших импульсов, равного целой степени двойки. В остальных случаях имеет место ошибка, которая может достигать значительной величины.

Целью изобретения являетсл повыление точности определения обратного числа.

Поставленная цель достигается тем, что в счетное устройство, содержащее суммируюций счетчик импульсов, вычитающий счетчик импульсов с параллельным вводом, первую группу ключей, выходы которых связаны со входами четных триггеров вычитаюцего счетчика, начиная с четвертого, и первую входную шину, которая соединена со входом первого триггера суммирующего счетчика, введены вторая входная шина, вторая и третья группы ключей, при этом первый вход каждого из ключей второй гругпы сое" динен с выходом ключа этой группы последующего разряда, второй вход каждого из ключей этой группы соединен с инверсным выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика, первые входы ключей третьей группы соединены со,второй входной шиной, второй вход каждого ключа этой группы соединен с выходом соответствующего ему ключа второй группы„ а третий вход подключен к

90046 го

50 прямому выходу соответствующего триггера суммирующего счетчика, выход первого ключа третьей группы соединен со входом первого триггера вычитающего счетчика, выход второго ключа той же группы соединен со входом второго триггера того же счетчика, а выходы остальных ключей этой груп\ пы соединены со входами нечетных триггеров вычитающего счетчика, начиная с пятого, и с первыми входами соответствующих ключей первой группы, вторые входы которых подключены к инверсным выходам триггеров суммирующего счетчика.

На фиг. 1 представлена схема счетного устройства; на фиг. 2 - график зависимости значения выходного числа от количества поступивших импульсов.

Устройство содержит суммирующий счетчик 1, состояций из триггеров

1 4

2 — 5 (для упрощения схемы селэь между триггерами счетчика на схеме не приведена),вычитающий счетчик 6, состоящий иэ триггеров 7-15, первую группу ключей (элементов И) 16- 18, вторую rpynny ключей 19-22 и третью группу ключей 23-27, первую входную шину 28, вторую входную шину 29.

На фиг. 2 приведен график, иллюстрирующий точность работы устройства, Тонкой линией приведена идеальнал зависимость, штриховой линией зависимость, реализуемая известным устройством, жирная линия - зависимость, реализуемал данным устройством.

Устройство работает следующим образом, На шину 28 устройства поступает счетный импульс (импульсы первого такта). Вторая такая же последовательность импульсов, эадержаннал относительно первой на небольшой интервал, времени, поступает на вторую шину 29, 1вторая последовательность может быть сформирована иэ первой, например, путем пропускания импульсов, поступающих на шину 28 через элемент задержки (на чертеже не изображен) или каким-либо другим методом.

Импульсы с шины 29 поступают на суммируюций счетчик 1. Поэтому в счетчике 1 записано в двоичном коде число поступивших импульсов.

Сигналы с триггеров 2-5 поступают на ключи 19-22. Поскольку эти сигналы поступают с инверсных выходов триггеров 2 — 5, то единичный сигнал с выхода триггера поступает на соответствующий ключ тогда, когда этот триггер находится в нулевом состоянии.

Поэтому в исходном состоянии перед поступлением на шину 29 первого импульса все ключи 19"22 имеют единичные сигналы на обоих своих входах и, следовательно, единичные сигналы на выходах. Каждый из ключей по одному своему входу получает единичный сигнал с инверсного выхода соответствующего ему триггера суммируюцего счетчика 1, по второму входу получает единичный сигнал с выхода предыдуцего ключа той we группы и, в свою очередь, подает единичный сигнал на последующий ключ той же группы.

В том же исходном состолнии триггеры суммирующего счетчика 1 со своих прямых выходов подают нулевые сигналы на ключи 24-27. Поэтому из клю900461 чей 23-27 открытым (подготовленным к пропусканию входного импульса) оказывается лишь ключ 23, на который подан единичный сигнал с выхода ключа 19, и первый импульс, поступивший на шину 28, проходит через ключ 23 и поступает на триггер 7 вычитаюцего счетчика 6. Поступивший вслед эа этим на шину 29 первый импульс второй тактовой последовательности переводит триГ-1О гер 2 счетчика 1 в единичное состояwe. При этом на его инверсном выходе появляется нулевой сигнал, а на прямом выходе - инверсный сигнал. Ну левой сигнал с инверсного выхода 1 триггера 2 поступает на ключ 19 и закрывает его. При этом на выходе ключа 19 также появится нулевой сигнал, который поступает на ключ 23 и закрывает его, препятствуя про- 20 хождению импульсов с входа 28 через ключ 23. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 2, поступает на ключ

24, и вместе с единичным сигналом от ключа 20, подготавливает ключ 24 И к пропусканию очередного импульса с шины 28. Поэтому второй импульс, поступивший с шины 28 на ключ 24, проходит через него и поступает на вход триггера 8. Поступивший вслед 30 за этим на шину 29 второй импульс второй тактовой последовательности записывает в счетчик 1 число два, т.е. переводит триггер 2 в состояние "нуль", а триггер 3 в состояние

"единица", При этом триггер 3 закрывает ключ 20 и открывает ключ 25.

Триггер 2 открывает ключ 16 и подает единичный сигнал на ключ 19. Однако, т.к. закрытый ключ 20 подает ну- gp левой сигнал на второй вход ключа

19, то этот ключ и,.следовательно, ключ 23 остаются закрытыми.

"(1 ) Далее импульс поступает на два триггера 10 и ll, которые имеют веса

Очередной .(третий) импульс с шины 28 через открытый ключ 25 поступа ет на вход триггера 11 и на вход открытого ключа 16, с выхода которого поступает на вход триггера 10.

Поступающий затем на шины 29 тре" тий импульс второй тактовой последовательности переводит в единичное состояние триггер 2. При этом закрывается ключ 16 и очередной (четвертый) импульс с шины 28 проходит через открытый ключ 25 и поступает на вход триггера 11. Поскольку ключ 16 закрыт,. импульс на триггер 10 теперь не поступает, б

Аналогичным образом можно просле" дить работу схемы и далее.

Пятый и шестой импульсы поступают на входы триггеров 12 и 13, седь" ,мой и восьмой импульсы - только на триггер 13, импульсы с девятого по двенадцатый " на триггеры 14 и 15, импульсы с тринадцатого по шестнад" цатый " лишь на триггер 15 и т.д.

Счетчик 6 является вычитающим с параллельным вводом чисел. При этом из числа, записанного в нем, вычитается вновь вводимое число и результат (разность) остается записанной в триггерах этого счетчика.

Таким образом, счетчик 6 работает аналогично тому, как работают накапливающие сумматоры, с той лишь разницей, что в накапливающем сумматоре число, записанное в нем, суммируются с вновь поступившим числом, а резуль-. тат суммирования остается в нем зайи" санным.

Триггерам счетчика 6 (справа нале во по схеме) приписываются веса в соответствии с отрицательнымй степенями двойки, триггер 7 имеет вес 2 триггер 8 - вес 2 ", триггер 9вес 2, и т.д. Поэтому число записанное в счетчике 6, можно рассматри вать как двоичную дробь, где, как и в известном устройстве, в cTapUJBM разряде (триггер 7) записываются единицы, в следующем (триггер 8) записано 1/2, далее .-,и т.д.

«1

Как следует из описанного выше, первый импульс с шины 28 через ключ

23 поступает на триггер самого старшего разряда (триггер 7) счетчика 6 и записывает в нем единицу. Число, записанное в счетчике 6 получает вид

1 О00

Второй импульс с шины 28 поступает на второй триггер 8 вычитающего счетчика 6. Поскольку этот триггер имеет вес 2 ", это означает, что в

1,, счетчик 6 вводится число -- а т.к.

2 счетчик 6 выполнен и вычитающим,вновь вводимое число вычитается из ранее записанного. В результате в счетчике оказывается записанным число 0,1000

90046! Сигналы на выходах элементов схемы (фиг. 1) Импульс

16 25 17 26!

8 27 7 8

23 24

9 10

13

О О О О О О 0 О О

1 О О О О О О О 1 О О О О О О О О

О 1 О О О О О О О 1 О О О О О О О

О О 1 1 О О О О О О 1 О l О О О О

О О О 1 О О О О О О 1 О О О О О О

О О О О 1 t О О 0 О О 1 1 О 1 О О

О О О О 1 0 О О 0 О 1 0 1 О О О

О О О О G 1 О О О 0 О 1 О О 1 О О

О О О О О 1 О О О О О 1 О 0 D О О

О О О О О О 1 1 О О О О 1 1 О 1

О О О О О О 1 1. 0 0 О О 1 1 0 1 О

О О О О О 0 1 1 .О О О О 1 О 1 1 1

О О 0 О О О 1 1 0 О О 0 1 О 1 О 0

О О О О О О О 1 О О О О 1 О О 1 1

О 0 О О 0 О 0 1 О О О О 1 О О 1 О

13!

О О О О О 0 О 0 О О О О О О!

55

2" З и 2, т.е. из числа,.10000 вычитается число 0,001!00 .. и т,д..

Учитывая изложенное, последовательность чисел, которые оказываются

На фиг. 2 приведен график, отра" жающий зависимость выходного числа, записанного в счетчике 6, от числа и поступивших импульсов (на участке

8 c n < 16) . Из графика видно, что данное устройство реализует погрешность h „ значительно меньшую, чем известное л, Точный расчет показывает, что дан" ное устройство обеспечивает втрое

8 записанными в счетчик 6 после поступ пения очередного импульса на шину

28, можно представить следующей таблицей.

1 . О О О О 1 О О О О меньшую относительную погрешность по сравнению с известным.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает значительно более высокую точность реализации

1 зависимости у=-, чем известное. и формула изобретения

Счетное устройство, содержащее суммирующий счетчик импульсов, вы9 читающий счетчик импульсов с параллельным вводом, первую группу ключей, выходы которых связаны со входами четных триггеров вычитающего счетчика, начиная с четвертого, и первую входную шину, которая соединена со входом первого триггера суммирующего счетчика, о т л и ч а ащ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения обратного числа, в него введены вторая входная шина, вторая и TpetbR группы ключей, при этой первый вход каждого из ключей второй группы соединен с выходом ключа этой группы последующего разряда, второй вход каждого из ключей этой группы соединен с инверсным выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика, первые входы ключей третьей группы соединены со второй входной шиной, второй вход каждого ключа этой группы соединен с выходом соответствую900461

10 щего ему ключа второй группы, а тре» тий вход подключен к прямому выходу соответствующего триггера суммируюцего счетчика, выход первого ключа третьей группы соединен со входом первого триггера вычитающего счетчи» ка, выход второго ключа той же группы соединен со входом второго триггера того же счетчика, а выходы ос1о тальных ключей этой группы соединены .со входами нечетных триггеров вычи-. тающего счетчика, начиная с пятого, и с первыми входами соответствующих ключей первой группы, вторые входы

35 KOTOPblX ПОДКЛЮЧЕНЫ К ИНВЕРСНЫМ ВЫХО» дам триггеров суммирувцего счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карцев И.А. Арифметика цифровых машин. И., "Наука", 1969

r., 5 1б, рис. 5 5.

2. Авторское свидетельство СССР

М 403070, кл. И 03 K 23/00, 1971.

900461

g tO,OOfP)

f

5 (ф 00010) !! !

8 Я Ю 0 ll 0 7Ф 1Х Ф

Составитель Л.Левченко

Редактор Л.Лукач Техред Е.Харитончик Корректор СЛ1омвк

Заказ 122О5/75 Тираж 953 Подписное

RHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЧ "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4