Обратимый многоразрядный сумматор с умножением на постоянный коэффициент

(н) 419906 ОП ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(32) ПриоритетОпубликовано 15.0 осударственныЯ комитетСовета Министров СССРоо делам нзооретеннйн открытий,74. Бюллетень М 1 ата опубликования описания 12.08.74 72) Авторы изобретен Г ухов, Н. Ю. Пивень, Ю. А. Плющ, В. Ф. Евдокие Л. А. Казакевич и А. С. Огир нститут электродинамики АН Украинской ССР(54) ОБРАТИМЫЙ МНОГОРАЗРЯДНЫЙ СУММАТОР С УМНОЖЕНИЕМ НА ПОСТОЯННЫЙ КОЭФФИЦИЕНТХг=Х Х и - 1 - Хп - г,г Данное изобретение относится к облас и вычислительной техники.Известны обратимые многоразрядные сумматоры с умножением на постоянный коэффициент, содержащие и одноразрядных обратимых сумматоров на операционных усилителях с последовательно включенными основными и вспомогательными двухполюсника ми в цепи обратной связи.С целью повышение точности обратимый многоразрядный сумматор содержит и резисторов и и функциональных преобразователеи, входы которых соединены с входными клеммами устройства, а также с основными и вспомогательными двухполюсниками соответствующих одноразрядных обратимых сумматоров, а выходы подключены через резисторы ко входам соответствующих операционных усилителей.На чертеже приведен вариант схемы предлагаемого обратимого многоразрядного сумматора.Сумматор работает следующим образом.Входные (и - 1) независимые переменные- Х; . Х представленные в машине в виде векторов напряжений у, =у Сг,г.,гг =-. Уг 1, . г, г 75го - 1 - п - г, 1л - г, гп - г, п 1где и - общее количество входов и выходовобратимого многоразрядного сумматора,т - количество разрядов независимых ма 10 шинных переменных, которые подаются цасоответствующие входы одноразрядных обратимых сумматоров 1 по модулю системы счисления ца и входов.Выработка единиц переноса из младшего15 одноразрядного обратимого сумматора 1 помодулю системы счисления на гг входов встаршин одноразрядный обратимый сумматор1 цо модулю системы счисления на гг входовосуществляется непосредственно в старшем20 одноразрядном обратимом сумматоре 1 по модулю системы счисления на и входов путемподключения входных и выходных машинныхцсременных младшего разряда ца вход одноразрядного обратимого сумматора 1 старше25 го разряда с одновременным цх умножением1ца коэффициент, равный - , где д - основание системы счисления.В связи с тем, что одноразрядньш обрати мый сумматор 1 по модулю системы счисления выдает па выходе инверсное значение суммы по модулю системы счисления входных напряжений, то общая сумма входных и выходных напряжений будет равна удвоенному значению переноса ь сгарший разряд. Так, если мы имеем одноразрядный сумматор 1 по модулю два ца б входов и ца лобые 5 входов из этих шести подаются напряжения, моделирующие единицы в двоичной системе счисления, то ца шестом свободном входе (который будет в дан 1 ом случае, выходом) появится напряжение, равное сумме пяти единиц по модулю два, но противоположное по знаку. Если единица будет моделироваться напряжением + 10 в, то при поступлении пяти единиц на выходе одноразрядного обратимого сумматора по модулю два появится напряжение равное - 1 О в. Обцая сумма напряжений на входах и выходе (в данном примере равная (+10 в) + (+10 в)+ (+10 в) + (10 в)+ + (+10 в)+( - 10) =40 в будет соответствовать удвоенному количеству единиц переноса в старший разряд. Поэтому, если умножить все напряжения, моделирующие младшие раз 1ряды, на коэффициент, равный - , где а - основане системы счисления, и просуммировать их в обратимом одноразрядном сумматоре 1 старшего разряда, получим выработку единиц переноса непосредственно в сумматоре 1 старшего разряда. При этом следует учесть, что перенос из младпего разряда необходимо заводить пе только в следующий старший разряд, но и в последующие старшие разряды, умножая при этм его на коэффициент, обратно пропорциональный весу более старшего разряда, Так, если мы будем суммировать с инверсией по модулю системы счисления трех- разрядные числа:Ь = ЬАгЬггде- количество суммируемых чисел,Ь; - первый, самый старший разряд,Ь;2 - второй разряд,Ь 3 - третий, младпий разряд,то перенос от суммы младших разрядов Ьвразряд 3 будет равен:где д - основание системы счисления,а перенос из суммы младших разрядов Ьвразряд Ь,будет равен;и131:Ь 3=- ,ггде Яз - 2 - количес",во единиц переноса из третьего разряда во второй,53-1 - количество единиц переноса цз третьего разряда в первый.На чертеже изображена в качестве примерасхема для моделирования уравнения вида:аХ+а 2 Л 2+а 3 Х 3= О,5 где а 1, а 2, а 3 - коэффициенты, представленныедвухразрядным двоичным чиСЛОМ а 1= - аа 2,а 2= а 21 а 22, а 3 = а 31 а 32 1 о Х 1, Х 2, Х 3 - независимые машинные менцые, представленные разрядным числом Х 1=Х 1 Х 12,Х 2 - Х 21 Х 22 зпере- двух 15 В машице эти переменные представлены взнаковом двоичном коде в виде вектора наго пряжении.1 - -11( 12( 3 - ( 3132Схема состоит из трех одноразрядных обрап 1 мых сумматоров 1 по модуло два, сог 5 бранных ца усилителях 2, 3, 4 с основными ивсомогательцыми резисторными двухполюспиками 5 и б в обратно связи, моделирующихзначение коэффициента а;, (1=1, 2, 3; 1=1, 2и коэффициент С 1, для выработки единиц пе 30 реоса из младшего разряда непосредственнов старпий разряд, где: К 1=т а, т - количество разрядов независимых машинных переа - колиесво независимьх машинных переменных.35 Коэффициенты а (1=1, 2, 3; =1, 2) могутприпимаь только значения, равные либо 1,0. 1-1 езависюые машиные переменные Ь 3(1=1, 2, 3; =1, 2) могут принимать дискретные значения - Ь, Ь; О Ь; +Уо Ь, что соответ 40 ствует в знаковом коде - 1; О; 1.Работа каждого обратимого одноразрядногосумматора 1 по модулю 2 заключается вследующем: входы обратимого операционногоусилителя 2, 3 или 4 подключены к функцио 45 нальному преобразователю, 8 или 9, реализующему ступенчатую функцию. Выходыфункциональных преобразователей 7, 8 и 9подключены к дополительным необратимымвходам 10 обратимого операционного усили 50 теля через резисторы 11, При поступлении навход функциональных преобразователей 7, 8,9 компонент векторов независимых машинныхпеременных он их суммирует и вырабатываетближайшее по абсолюному значению инверс 55 ное напряжение, кратое основанию системысчисления. Таким образом, на выходе выделяется сумма по модулю системы счисления.Коэффициенты С - С 3 равны сумме коэффициентов для осуществления переноса из60 третьего (младшего) и второго разрядов,Коэффициенты С 1; - С 13 равны коэффициентам для переноса из в 1 орого разряда в третий, коэффициенты С 21 - С 23 равны коэффициентам для осуществления переноса из65 третьего разряда во второй,ПодписноеСССР а:га Мииисгра1 тий 1д 45 Тир тета Совет 1 иш и откр ская наб.,Типография, ир. Сапунова, 2 Применительно к дант ой схеме оци равны:1 1С= С= С,з -- + --0,75,2 4 Предмет изобретенияОбратимый многоразрядный сумматор с умножепием ца постоянный коэффициспт, содержащий и одноразрядных обратимых сумматоров ца операционных усилителях с цоследовательпо включепными осповцымп и вспомогательными двухполюсниками в цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит 1 г 5 резисторов и ц фуцкцпоцальных преобразователей, входы которых соедпцецы с входными клеммами устройс 1 ва, а также с осцовцыми и вспомогатслщ 1 ыми дв хполюсциками соответствующих одноразрядных обра 1 имых сум маторов, а выходы подключены через резисторы ко входам соответствующих операццоци ь 1 х усил ител сй.