Аналого-цифровое устройство для возведения в куб

(19) 6 С 7/20,Р 7/5 СССРНРЫТИИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(57) Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной технУстройство содержит вычитающий узел,цифроаналоговый преобразователь,три сумматора, нуль-орган, блок пороговых элементов, приоритетный блокшифратор, два блока сдвига и генератор синхроимпульсов. Повышениебыстродействия и расширение частотного диапазона обрабатываемых сигналов достигается на основе использования переменного шага уравновешивания входного аналогового сигналаи использования текущих значенийкодов приращения входного сигналадля управления величиной сдвигакодов, накапливаемых в сумматорах251 Устройство работает следуюшимобразом,Сигнал по входу 15 устройстваосуществляет обнуление первого 3, второго 9 и третьего 1 сумматоров изапуск генератора 2, который начинает выдавать по четвертому выходуосновную серию импульсов С по пер -вому выходу - задержанную на времяпереходного процесса в приоритетном блоке 6, т.е, на четверть такта,серию импульсов С, по второму вы -ходу - совмещенную первым элементомИЛИ 20 серию импульсов С и задержангную еще на четверть такта с помощьюэлемента 18 задержки серию импульсовС, по третьему выходу - совмещенные.серии С, Сз и задержанную еще начетверть такта серию С с выходаэлемента 19 задержки, объединенныевторым элементом ИЛИ 21.Вычитающий узел 1 определяет разность ЬП между входным аналоговымсигналом Хс, по входу 13 и напряжением обратной связи По с выхода ЦАП 35 40 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет найти применение в управляюших системах и гибридных вычисли -тельных устройствах для вычисленияв следящем режиме квадратичной и кубической функций от аналогового сигнала с представлением результатав цифровой форме,Целью изобретения является повы 1 Ошение быстродействия и расширениечастотного диапазона обрабатываемыхсигналов .На фиг. изображена блок-схемааналого-циФрового устройства для 5возведения в куб; на фиг.2 - схемагенератора синхроимпульсов,Устройство (фиг) содержит вычитающий узел 1, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2, первый сумматор 3, нуль-орган 4, блок 5 пороговых элементов, приоритетный блок 6,шифратор 7, первый блок 8 сдвига,второй сумматор 9, второй блок 10.сдвига, третий сумматор 11, генератор 1 2 синхроимпульсов, информационный вход 13, выходы 14 и вход 15 запуска.Генератор 12 синхроимпульсов(фиг.2) содержит генератор 16 такуовых импульсов, с первого по третийэлементы 17-19 задержки, первый ивторой элементы ИЛИ 20 и 21. 13 22. Ь Ц прикладывается к входу нульоргана 4, который определяет знакразности Ь П, и входом блока 5 пороговых элементов, которые срабатываютпри достижении напряжением разностизначений порогов, на которые настроены соответствующие пороговые элементы блока 5, например для двоичнойсистемы счисления пороги составляют1,2,42 условных единиц весом 2 младшего разряда. Приори -тетный блок 6 в моменты времени,определяемые тактовыми импульсамиосновной серии С, с четвертого выхода генератора 12, выбирает старшийпо весу пороговый элемент блока 5 изчисла сработавших элементов и запоминает его на элементах памяти, входящих в состав приоритетного блока 6В этот же момент времени нуль-орган( фиксирует знак разности Ь Ц,Коды с выхода приоритетного блока6 представляют собой приращения Ь Б,округленные до значения, кратногостепени двойки, те. единицу в соответствующем разряде кода . Шифратор7 формирует номер позиции этого разряда, т.е. превращает позиционныйкод в двоичный, который поступаетна входы управления сдвигом блоков8 и 10 сдвига, которые передают коды содержимого первого сумматора 3на второй 9 и второго сумматора 9на третий 11 со сдвигом на соответствующее число разрядов. Сигнал знака разности с выхода нуль-органа4 настраивает сумматоры 3, 9 и 11на выполнение операций сложения иливычитания.В моменты времени, определяемыесерией импульсов С , к содержимомусумматора 3 (Х,) добавляется округленное до старшего разряда (ьХ)приращение входного сигнала, к содержимому сумматора 9. (Х;) добав 2ляется код из сумматора 3, умноженный на приращение (ьХ; ) с помощьюпервого блока 8 сдвига, т,евеличина Х,1 Ь Х; , а к содержимому3сумматора 11 (Х,) добавляется код2из сумматора 1 О (Х,), также умноженный на приращение (ьХ , ) с помощьювторого блока 1 О сдвига, т,е, велисХ 1 1 Н"В моменты времени, определяемыесерией импульсов С, к содержимому сумматора. 9 (Х " + Х; Ь Х; ) добав. ляется код из сумматора 3 (Х; +3 12516 Х;, ) со сдвигом на число разрядов, соответствующее умножению на приращение йХ; , т.е. величина (Х; + 6 Х, ) 6 Х, а к содержимому сумматора 11 (Х; + Х ь Х; ) добавляется код из сумматора 9 (Х, + + Х, й Х, , ) со сдвигом на втором блоке 1 О сдвига, что эквивалентно умножению на приращение ЬХ;, т,е. величина (Х, + Х, ЬХ; ) ЬХ, . В 10 сумматоре 3 формируется текущее значение цифрового кода входной величины Х= Х + 6 Х . а в суммато 11 11 )ре 9 - текущее значение квадрата этой величины 15Х = Х+ ХХф +(Х+г г1+, 11 + йХ;) ьХ;Под воздействием серии импульсов С к содержимому суматрра 1Х + Х 11 Х +(Хг + Х; 6.Х, )" 20 добавляется код из сумматора 9 Х, = (Х+ а Х 1) со сдвигом нагвтором блоке 10 сдвига на число разрядов, эквивалентное умножению на 25 приращение йХ; , т. е. величина Х;+, Ь Х, . В результате в сумматогре 11 формируется код текущего значения куба входной величиныХ + 2 Х;6 Х;, + Х;(ЛХн ) + 30 + (Х;+йХ;11 ) а Х; = Х + 2 Х, ЬХ;++ (ьх ) = ХГПоскольку входной аналоговый сигнал отслеживается по обратной связи через ЦАП 2, то в первом сумматоре 3 формируется цифровой код текущего значения входного сигнала, а во втором 9 и третьем 11 сумматорах формируются цифровые коды соответственно квадрата и куба от входного сигнала, Формул а и з о б р е т ения1. Аналого-цифровое устройство для возведения в куб, содержащее вычитающии узел, подключенный первыми 45 входом к информационному входу устройства, вторым входом - к выходу цифроаналогового преобразователя, а выходом - к входу нуль-органа и входам блока пороговых элементов, два сумматора и генератор синхроимпульсов, вход запуска которого соединен с входом запуска устройства и входами начальной установки первого и второго сумматоров, о т л и ч а ю щ е е -55 с я тем, что, с целью повьппения 113 4быстродействия и расширения частотного диапазона обрабатываемых сигналов, в него введены приоритетный блок, шифратор, два блока сдвига и третий сумматор, причем выходы блока порого, вых элементов соединены с входами приоритетного блока, подключенного выходами к входам шифратора и информационным входам первого сумматора, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя и информационными входами первого блока сдвига, подключенного выходами к информационным входам второго сумматора, выходы которого соединены с информационными входами второго блока сдвига, подключенного выходами к информационным входам третьего сумматора, выходы которого являются группой выходов устройства, при этом выход нуль-органа соединен с входами управления знаком суммирования первого, второго и третьего сумматС 1 ров, стробирующие входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам генератора синхроимпульсов, соединенного четвертым выходом со стробирующими входами приоритетного блока и нуль-органа, выход шифратора подключен к входам управления сдвигом первого и второГо блоков сдвига, а вход начальной установки третьего сумматора соединен с входом запуска устройства.2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что генератор синхроимпульсов содержит триэлемента задержки, два элемента ИЛИ и генератор тактовых импульсов, вход которого является входом запуска генератора синхроимпульсов, а выходсоединен с четвертым выходом генератора синхроимпульсов и входом первого элемента задержки, подключенного выходом к первому выходу генератора синхроимпульсов, первым входам первого и:второго элементов ИЛИ и входу второго элемента задержки, соединенного выходом с вторыми входами первого и второго элементовИЛИ и входом третьего элемента задержки, выход которого подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, а выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с вторым и третьим выходами генератора синхроимпульсов.1251113 ЖмхюАг4 Ьу 3 Составитель С,КазиновРедактор И,Рыбченко Техред М.Ходанич Корректор Е.Сирохман Заказ 4413/47 Тираж 67ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д . 45 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4