Аналого-цифровой инкрементный умножитель

СОЮЗ СОВЕТСНИХС 0 ЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, киберне" ьство. СССР Во СССР1975.во СССР1980 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ(71) Ордена Ленина институттики им. В,М. Глушкова(54) (57) 1. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ИНКРЕ- .МЕНТНЫЙ УМНОЕИТЕЛЬ, содержащий следящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационнымвходом к аналоговому входу первогосомножителя умножителя, регистр,соединенный информационными входами с.цифровым входом второго сомножителяумножителя, и сумматор-вычитатель,выходы которого являются цифровымвыходом умножителя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены шифратор, блок сдвигакода и сумматор по модулю два, подключенный выходом к входу управлениязнаком суммирования сумматора-вычитателя, а входами - Ю выходу знакарассогласования следящего аналогоцифрового преобразователя и к выходузнакового разряда регистра, соединенного выходами остальных разрядовс информационными входамиблока М 5 Ь 6 06 д 3 00; 6 06 Р 7/52 сдвига кода, подключенного управляющими входами через шифратор к выходам кода приращения следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами - к информационным входамсумматора-вычитателя, соединенногостробирующим входом с выходОм тактовых импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя,2. Умножитель по й. 1, о т л ич а,ю щ и й с я тем, что следящийаналого-циФровой преобразователь содержит группу пороговых элементов,подключенных входами к выходу вычитающего узла, а выходами - к информационным входам приоритетного блока, соединенного стробирующим входомспервым выходом генератора импульсов и со стробирующим входом накапливающего сумматора, а выходами - свыходами кода приращения следящегоаналого-цифрового преобразователяи с информационными входами накапливающего сумматора, подключенного управляющим входом к выхоцу нуль-органа и к выходу знака рассогласования следящего аналого-циФрового преобразователя, а выходами - к входамцифроаналогового преобразователя,соединенного выходом с первым входбмвычитающего узла, второй вход которого подключен к информационномувходу следящего аналого-цифровогопреобразователя, а выход - к входунуль-органа, причем второй выходгенератора импульсов соединен с выходом тактовых импульсов следящегоаналого-циФрового преобразователя.Изобретение относится к автомати=ке и вычислительной технике и можетнайти применение для выполнения операций умножения аналогового сигналана цифровой код с представлением.результата в цифровой форме. 5Известно устройство для умноженияаналогового сигнала на цифровой .код,содержащее генератор импульсов,распределитель импульсов, комнараУор,группу элементов И, регистр, цифроаналоговый преобразователь, аналоговую запоминающую ячейку и ключи 1 .Известно устройство для умноженияаналогового сигнала на цифровой код,содержащее преобразователь аналогчастота, счетчики, триггер, генераторимпульсов, элементы И и ИЛИ и выходной накапливающий суФвитор Я .Недостатками известных устройствявляются пониженные быстродействие и 20точность.Наиболее блИзким к предлагаемомупо технической сущности являетсяаналого-цифровой инкрементный умножитель, содержащий следящий, аналого"цифровой преобразователь, подключенный информационным входом к аналого"вому входу первого сомножителя, регистр, соединенный информационными. входами с цифровым входом второгосомножителя, и сумматор-вычитатель,выходы которого являются цифровымвыходом инкрементного умножителя, аинформационные входы подключены квыходам схемы управления передачейкода, соединеннойинформационными 35входами с выходами регистра, а управляющими входами - с выходами знаковединичных приращений следящего аналого-цифрового преобразователя 3.40Недостаток умножителя - пониженное быстродействие,Цель изобретения - повышение быстродействия.Для достижения цели в аналогоцифровой инкрементный умножитель,содержащий следящий аналого-цифровойпреобразователь, подключениый информационным входом к аналоговому входупервого аомножителя умножителя, ре,гистр, соединенный информационнымивходами с цифровым входом второгосомножителя умножителя, и сумматорвычитатель, выходы которого являютсяцифровым выходом умножителя, дополнительно введены .шифратор, блок сдвига кода и сумматор по модулю два,подключенный выходом к входу управления знаком суммирования сумматоравычитателя, а входами - к выходузнака рассогласования следящего аналого-цифрового преобразователя и квыходу знакового разряда регистра,соединенного выходами .остальныхразрядов с информационными входамиблока сдвига кода, подключенного 65 управляющими входами через шифраторк выходам кода приращения следящегоаналого-циФрового преобразователя,а выходами - к информационным входамсумматора-вычитателя, соединенного стробирующим входом с выходом тактовых импульсов следящего аналого-цифрового преобразователя,Кроме того, следящий аналого-цифровой преобразователь содержит группу пороговых элементов, подключенных взводами к выходу вычитающего узла, а выходами - к информационным входам приоритетного блока, соеди-. ненного стробирующим входом с первымвыходом генератора импульсов и со стробирующим входом накапливающего сумматора, а выходами - с выходами кода приращения следящего аналогоцифрового преобразователя и с информационными входами накапливающего сумматора, подключенного управляющимвходом к выходу нуль-органа и к выходу знака рассогласования следящего аналого-циФрового преобразователя, а выходами - к входам цифроаналогового преобразователя, соединенногО выходом с первым входом вычитающего узла, второй вход которого подключен к информационному входу следящего аналого-цифрового преобразователя, а выход - к входу нуль-органа, причем второй выход генератораимпульсов соединен с выходом тактовых импульсов следящего аналого"цифрового преобразователя,На чертеже изображена блок-схемааналого-циФрового инкрементного умножителя, содержащего следящий аналого-цифровой, преобразователь 1,подключенный информационным входомк аналоговому входу 2 первого сомножителя умножителя, и регистр 3, соединенный информационными входами сцифровшс входом 4 второго сомножителя умножителя. Сумматор-вычитатель 5, выходы которого являютоя циФровым выходом 6 .инкрементного умножителя, подключен входом управления знаком суммирования к выходу сумматора 7 по модулю два. Входы сумматора 7 подключены к выходу знака рассогласования преобразователя 1 и к выходу знакового разряда регистра 3, соединенного выходами остальных разрядов с информационными входами блока 8 сдвига кода. Блок 8 подключен управляющими входами через шифратор 9 к выходам кода приращения преобразователя 1, а выходами - к информационным входам сумматора-вычнтателя 5. Сумматор-вычитатель 5 соединен стробирующим входом с .выходом тактовых импульсов преобразователя 1. Следящий аналогоцифровой преобразователь 1 содержит группу 10 пороговых элементов, подключенных входами к выходу вычитаю50 65 55 ул удач щего узла 11, а выходами - к информационным входам приоритетного блока 12. Блок 12 соединен стробирующим входом с первым выходом генератора 13 импульсов и со стробирующим вхо- дом накапливающего сумматора 14, а выходами - с выходами кода приращения преобразователя 1 и с инфор" мационными входами накапливающего сумматора 14, Сумматор 14 подключен .Управляющим входом к выходу нуль- органа 15 и к выходу знака рассогласования преобразователя 1, а выходами - к входам цифроаналогового преобразователя 16. Преобразователь 16 соединен выходом с первым входом вычитающего узла 11, второй вход которого подключен к информационному входу преобразователя 1, а выход - к входу нуль-органа 15, Второй вход генератора 13 соединенс выходом тактовых импульсов преобразователя 1. Входи обнуления сумматоров 5 и 14 подключены к входу 171 Начальная установка, а управляющий вход генератора 13 соединен с входом 18 запуска умножителя.Умножитель работает следующим образом.Перед началом работы в регистр 3 по входу 4 заносится код коэффициента, на который будет умножаться аналоговый сигнал, поступающий по входу 2, Затем подаются сигналы: фНачальная установкаф по входу 17, сбрасывающий в 0 накапливающий сумматор 14 и сумматор-вычитатель 5, и 1 Запуск 1 по входу 18, запускающий генератор 13 импульсов. Напряжение рассогласования (между входным напряжением по входу 2 и напряжением обратной связи с выхода цифроаналогового преобразователя 16) с выхода вычитающего узла 11, прикладывается к входу нуль-органа 15 и входам всех пороговых элементов 10. Знакочувствительные порого" вые элементы срабатывают при достижении напряжением рассогласования значений порогов, на которые настроены соответствующие пороговые элементы (например, по двоичному закону: 1, 2, 42 условных единиц). Приоритетный блок 12 в моменты времени, определяемые тактовыми импуль,сами с генератора 13 импульсов, определяет старший по весу пороговый элемент 10 из числа сработавших и пропускает сигнал на соответствующий ему вход накапливающего сумматора 14, запрещая прохождение сигналов с остальных сработавших пороговых элементов меньшего веса. Нуль- орган 15 определяет знак напряжения рассогласования и своим выходом управляет входом накапливающего сумматора 14 таким образом, чтобы уменьшить величину этого рассогласованияпутем добавления в накапливающийсумматор 14 или вычитания из него,единицы соответствующего разряда.Коды с выходов приоритетного бло 5 ка 12 представляют собой приращения входного сигнала, округленные дозначения кратного степени двойки,т.е. представляют собой одну единицу в соответствующем разряде кода10 (позиционный код). Шифратор 9. осуществляет шифрацию позиционногодвоичного кода с выходов блока 12в обычный двоичный код, который указывает номер позиции (разряда), вкоторой находится единица. Указанныйдвоичный код номера позиции с выходовшифратора 9 поступает на управляющиевходы блока 8 сдвига кода, которыйосуществляет передачу содержимогорегистра 3 со сдвигом на соответствующее число разрядов в сумматор вычитатель 5,Сумматор 7 по модулю два в зависимости от знака приращения с нульоргана 15 и знака кода коэффициентас регистра 3 настраивает сумматор-вычитатель 5 на выполнение операцииСложениеф или еВычитание 1 ф, которая выполняется по задержанной сеции импульсов с второго выхода генеЗ 0 ратора 13 импульсов.Таким образом, работа. аналогоцифрового инкрементного умножителяоснована на выделении приращениЯвходного аналогового сигнала, осу 35 ществляемых аналого-цифровым преобразователем, умножении приращений нацифровой код и их накоплении (суммировании), А так как приращения сигнала выбраны кратными степени двой 40 ки, то умножение приращений на цифровой код заменяется сдвигом его начисло разрядов, равное показателю:степени двойки (эа вычетом единицыдля целых чисел) данного приращения.45 1 Работу умножителя можно описатьследующими выражениями: у = )сх1х;, =х;+ах;, ах, = 2,у = )сх; = )сх: + )сдх= у; + 2)с,где х; и х; - значения входногоаналогового сигналав моменты времении ,)с - код коэффициента;дх; - значение приращениявходного сигнала,значения произведениявходного сигнала накод коэффициента,При этом цифровой код в накапливающем сумматоре 14 отслеживает входной аналоговый сигнал, а цифровойкод в сумматоре-вычитателе 5 отслежи1057971 ставитель С. Казиновхред Ь, Бабинец. Корректор А,Ре тор С. Юско ц Подписноерственного комитета СССРобретений и открытий35, Раушская наб д. 4/5 ав т павв вав аивжфилиал ППП ффПатент, г. Ужгород, ул. Проектная,вает его произведение на постоянный коэффициент, записанный в регистре 3. глемп выдачи кодов произведенийс выхода сумматора-вычитателя составляет один такт, а возможность отсле акаэ 9581/53 Тираж 706 ВПИиПи Госуджнвания изменений входного аналогового сигнала переменными приращениями обеспечивает большее, чем в прототипе, быстродействие и, соответственно; более широкий частотный диапазон умножаемых сигналов.