Устройство для возведения в квадрат

ОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 11 И 2606 Союз Советских Социалистических(23) Приорит инистров ССС и изобретений открытий овет УДК 681.327(088,8) 30.03.77, Бюллетеньпубликован о дел та опуоликования описани 2) Авторы изобретения Т. Г. Галамай и В кевич 1) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ИЯ В КВАД ВОЗВ 1сится к области вычис первого ключа, ючен к первому рвый вход блока входного сигнавторого счетчио триггера, втос первым вховход которогоого ключа. Выдинен к второмуничному входу зр ядов первоговходам элеменвходы которых зрядов второго иод тчиз меряют ьсов и в импульсов о иодов Т., формир Т,=ТИ= строиств огрешн Изобретение отно лительной техники,Известно устройство для возведения в квадрат, содержащее умножители и делители частоты, формирователи кодовых импульсов, 5вентили, блок выделения периода 11. Это устройство имеет такие недостатки, как сложность и большие аппаратурные затраты.Известно также наиболее близкое по техническому решению к изобретению устройство 10для возведения в квадрат, содержащее двасчетчика, группу элементов И, первый триггер,первый ключ, первый вход которого соединенс шиной сигнала опорной частоты, второй итретий ключи и элемент задержки 121. 15Недостатком его является низкое быстродействие устройства,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Это достигается тем, что устройство содержит элемент ИЛИ, блок управления и второйтриггер, единичный вход которого соединен свыходами элементов И группы, а выход - спервым входом второго ключа, подключенногочерез элемент задержки к первому входу элемента ИЛИ. Выход элемента ИЛИ соединенс нулевым входом второго триггера, вторымвходом второго ключа и входом сложения второго счетчика, выполненного реверсивным,вход вычитания которого связан с входом 30 первого счетчика и выходомвторой вход которого подклвыходу блока управления. Пеуправления соединен с шинойла, второй вход - с выходомка и нулевым входом первогрой выход блока управления -дом третьего ключа, второйсвязан с первым входом первход третьего ключа подсоевходу элемента ИЛИ и едипервого триггера, выходы расчетчика - к потенциальнымтов И группы, импульсныеподключены к выходам расчетчика.В известном устройстве иТ следования входных импулке получают число где То - период следовани ной частоты. Затем путем счета У пе ют импульс длительностьюновном погрешностью квантования периода Т. Для уменьшения этой погрешности необходимо увеличивать частоту о или уменьшать ее период Т,. При этом возрастает длительность формируемого интервала Т,.Пусть, например, входная частота равна 1 Гц, т, е. ее период Т, - 1 сек, При погрешности преобразования 0,1 У 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 частота1Го -уоРаботает 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 периодом1следования Т= - . Блок 1 на время Т, отХкрывает 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, равнот =Т 10, (2)В счетчик 4 записывается число4 л 2(3) (Ул - коэффициент пересчета счетчиков) .По окончании интервала времени Т сигналом с выхода блока 1 открывается ключ 10, через который импульсы опорной частоты о 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 7 с выхода ключа 7. Частота импульсов на выходе элемента 9 равна10 10 + 1 вф (4)Импульсы с частотой о 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 счетчи ка 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 о следования импульсов на выходе группы 5 элементов И определяется частотой импульсов о, подаваемой с выхода элемента ИЛИ 9 на вход вычитания счетчи ка 4, и числом Мзаписанным в счетчике 3,и равна(8) 35 При поступлении на вход сложения счетчика 4 Ит 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, сформированноготриггером 11, равна времени, которое необхо димо для поступления в счетчик 4 Л, импульсов с частотой следования о, и определяется выражениемЖт ут 2 у 2 у 2Тв=50ув уоутгл Лгл(9) Таким образом, длительность импульса, 55 сформированного триггером 11, пропорциональна квадрату периода следования входных импульсов.Сравним параметры прототипа и предложенного устройства.60 Длительность импульса, пропорциональногоквадрату периода следования входных импульсов, в прототипе равнау 2Т,=65 цуут(5)утт15 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 свыхода последнего ключ 7 закроется. Перевод триггера 6 в исходное положение осуществляется очередным импульсом, поступающим на нулевой вход триггера 6 с выхода эле мента ИЛИ 9, причем этот импульс исключается из счета.Частота импульсов 7 равна17 10 15552606 Составитель Р. Яворовск амышнико Корректор 3, Тарасо едактор И, Грузова амс 899.31 Заказ 67 б/10 дписное ипогрария, пр. Сапунова, 2 В предложенном же устройствеТ 2что в Жп, раз меньше, чем в прототипе,Так, при .,=1 Гц, погрешности преобразования 0,1% икоэффициенте пересчета счетчиков У= 1000 Т 2 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 ивторой триггер, единичный вход которого соединен с выходами элементов И группы, а выход - с первым входом второго ключа, подключенного через элемент задержки к перво 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 первогоключа, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход соединен с выходом второ го 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 подклю 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 вы ходам разрядов второго счетчика.Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:1. Авт. св,424143, кл. 6 06 Г 7/38, 1972, 2, Авт. св.382088, кл. 6 06 Р 7/38, 1971,