Элемент однородной вычислительнойструктуры

ОПИСАГИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1432679 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик, 5)1) .1. Кл. Н 031 19/О сударстаеннвй комитеевета Министров СССРно двам изобретенийн аткрмтий. Рейхер и А. 3. Струко арев, ) Заявител ордена Ленина авиационныи инститим, Серго Орджоникидзе осковс 4) ЭЛ НТ ОДНОРОДНОЙ ВЫЧИСЛ СТРУКТУРЫЬНО 2 ИзобретениеЛЬЕОЙ ТСХНИавтоматикипостроениислительныхобработки вЛСМ ИНфоРМебаний. относится к области вьчиски и цифровой высокочастоти может быть использовано радиоимпульсных однородных структур, предназначенных 5 ысокочастотных сигналов, ноции в которых является фаза лит ной 1Л 5 те л Известен элемент однородной вычислительной структуры, содержащий функциоальную и настроечную части. цииияльцая схс)лнородцой выфиг. 2 - вреаиряжециями. я быстродействия, сцимощности, повьпиениярасширения фуцкциопрсдлагасмый элемент построенные функцио" емкостиыс парамстрошки индуктивеюсти с чки, двух варикапов и транзистора, причем в араметронс отвод от чен к шиис отрицательщсния, аноды варикаиов2 крайними выводами какатоды варикапов полпрсрывных иапряжешш ог, подключены и шине Р 51)КСНИЯ ТЯКТОВОЙ аС целью повышенижсния потребляемойпомехоустойчивости ииалиих возможностейсодержит идентичноцальный и настросчцыиы, состоящие из катуотводом от средней тодвух диодов, и двакаждом смкостномсредней точки иодклюного напряжения смси диодов соединены стушки пцдуктивности,кпочсиы к и.иис иснакачки, катоды дН)дВилсоимиульсцого цап стоты и через резистор - к другой шицс от. рицательного напряжения смещения, при этом прямой и инвсрсивный выходы настроечного смкостиого иарамстрона соединены с инверсным выходом функционального смкостного иарямстроца, каждый через лвя последовательно соединенных резистора, к точкам сосдинения которых иолкл 0 снь коллсктора ми по одному транзистору, эммитсры последних соединены с общей шиной, а кажлая база через резисторы подключена к своей шине, управляющего напряжееия. На фиг. 1 привслсна прима предлагаемого элементачислительной структуры; илменные соотношения между Прсллагасмый элемент содержит функциональный илрямстроц 1, настроечный парамст 1)он 2, пр 51 мьс Входы Выходы) 3 - Зл иярамстронл функциональной части, инверсные Вхолы (вых)л ) З.и, - Зл пара.,страна функциональной части, вхолы 4 - 7 управления, Вярикяпь 8 - 11, кятуп(и 12 и 1 сэ инду(- тивцости, лиолы 11 - 17, резисторы 18 - 25, транзисторы 26 и 27, Г; - напряжение смс 1щения, Г - напряжение накачки, У, - опорное напряжение частоты суб)гармоники1-1 Я фиг. 2 приведены врсмсцные соотношения между напряжением накачки, опорным напряжением частоты субгармоцикц (лц. скретцой) ц видсопмпульсным цап;)я)ксцисм тактовой частоты, а так)ке между цацряжс - циями субгармоцикц ,1 ц 1,/ параметров функциональной ц цастросчцой части (фаза Осплошная линия, фаза л . -- пунктир) прн рдоотс цх в первом ц втором тактах соответственно.В рабочем состоянии ца элсмецт одцоролцой ьычцслитсльцой структуры цодацы цсцрсрывцос цапряжсццс накачки Ь, цспрсрывцое о /орцос цяцря)кение частоты субгярмо/ц- ки (дискрета) (/отрНсятсл/и/ыс папряже- НИЯ С.СЦСИИ 51 С, , И Ц;,Я ТДК)КС ЦСООХО. димыс уцравлякнццс цянр 5/жсция. Напряжение с 1, необходимо лля выбора рабочей точки ца вольт-фаралцой характеристике вариканов 8 - 11.СхС/цсцис ндцряжсция Ь ца диодах 14 - 17 шбцрасгся таким образом, что прц Отсутств/ц Вилсои 51/у,11 снОГО няир 5/жснц 51 ця вхолдх 4 и 7 уцравленця оци открываются ц шуцтцруот катушки 12 и 13 /п/дуктив;Ости соответственно. Прц этом В контуры цардметро юв 1 ц 2 Вносится большое затухание, условия юзбуждсция субгармоцики в цараметроцах;с выцолцяотся, т. с. субгармоц/че- СКИС КОЛСОЯЦИ 51 НС ВОЗЦИКЯЮТ (ГНС ЗЯВ/Сц:О- сти от того, кякцс потенциалы Воланы ця /ходы 5 11 6 хрдв,сн/51),В этОм сост 05 Ниц элсмш/т Олн 01 юлцой в 1- числцтельцой структуры вьц/олняст фуцкццю рязрь/вд це/и В кяцяле цсрслячи сигналов.Выбор цеоб. одцмого такта"рдооты элемента однородной вычислительной структуры производится путем подачи на вход 4 управления идсоимцульсцого напряжения первого, второго цлц третьего тактоь (см. фцг. 2, Ь,р, Ь,с ). В мо.,1 снты //рцсутстВН 5 Ия Вхо;с 4 цоло)1:.Нтс:цых их/цъл/сов Иоды 14 1/ 15 зякрьша/отс, я царамстрон 1 возбуждается. Если ца вход 7 Впдсоимцульсцос наиряженис це цостуцаст, то Вце зависимости от того, какие /Отснццалы поданы на входах 5 и б элемент однородной вычислительной структуры выцолцяет; фуш(ц/цо сослицсцця в цепи передачи сигналов в однородной вычислительной структъре НОГля /я Олин из цр 51 хых Вхс/;/ОВ (выходов) 3 - 3 и постУает сцгнал, а выходной сигнал сцимастся с другого прямого выхода; логическую оцерацшо НЕ, когла цд один цз входов 3 - 3 и 1/оступает сигнал, д выхолиой сигнал снимается с одного цз инверсцых выходов,) и / - ,),х, ц когда входной сигнал цоступает на инверсный в)од царамс- ТРОНЯ, Я СЦ.//ЪЯСТС 51 С ЦР 5/МОГО; .,Я)КОРЦТД/)НУО операцшо, когда ца сго сцгцальцыс входы (выходы) 3 - -,) и поступает цсчстцос количество сиНалов, а выходной сигнал снимается с одцого цз прямых Вьхолов; мажоритарцу о опердц;цо с инверсией, сслц ца входы 3/ - :),/ посту//аст нечетное количество сигналов, а В 1 О 15 2// 2 з ЗО 35 4) 45 50 10 65 выходной сигнал снимается с одного цз ицвсрсцых ВъходОВ д и; / - Зл.Выбор такта возбуждения параметрона 2 настроечной части осуществляется путем цоЛя/1/ В//;соц//ул/сгОГО ндГ/р 5)ксцц 51 на Вход 7 уцравлсния. В моменты присутствия на в:(одс 7 положительных вцдсо/мцульсов диоды 16 и 17 закрываотся, и царамстрог 2 Возбуждается в одной и той же фазе, которая )кестко онрслелястся фазой цецрерыи.Ого оцорцого цацряжснця частоты субгармоццки (дискретной) с 1 поступающего ца ицверсцый вход (выход) цараметроца 2.Для обеспечсшя выполнения элементом од.юродной вычислительной структуры логических функций И, ИЛИ, И - НЕ), ИЛИ - НЕ необходимо так выбирать такты видсоцмпульсцых цацря)ксццй, подаваемых ца цараметроны 1 и 2, чтобы параметрон 2 настроечной части всегда возбуждался в такте, предшествующем такту возбуждения паряметроца 1. Например, нараметроц 1 работает во втором такте (фиг, 2, У), а парамстрон 2 - в первом такте (фиг. 2, Ь").Г 1 р/ подаче разрешающего (цоложцтсльцого) потеццпала ца вход 5 и запрещающего (Нулевого) па вход б транзистор 26 открыВается, переходит в режим цасыщеши ц цолключяст точку сосдицсши резисторов 20 ц 21 к общсй ц/Нс, а транзистор 27 запирается.Як/м образом, црямои выход царямсгроца 2 оказывается отключенным, д инверсный цо,- кло/(и к инверсному входу пярямстроця 1. и рядцоимиульснос опорное нацряжсц// чав сто/ы субгдрмоцики (лцскрста) фаз/.;, ш/рабаты/чаемое царамстроцом 2, посту яст //д пярямстро; 1.В это: случас элс 5/сцт Одцоролцой Быцелительной структуры вы//олняет: оцсрапию 11 Л 1/ от лвух исрсмснцы:"сел// входные с:гцалы цостуцают ца лва каких-либо ирямых Входа 3 - )ц, а выходной сицдл снимаетсЯ с олцого из прямых выходов; операцшо ИЛИ 11 Е, когда входные сцгцалы поступают ца ,иа каких-либо прямых входа д - Зц, а выхолцой сигнал снимается с одного из ицвсрссных выходов 3./-./ " - 3 хПри подаче разрешающего (положительного) потенциала на Вход 6 управления и зацрсщающего (нулевого) ца вход 5 уцравлеци транзистор 27 открывается, переходит в режим насыщения и подключает точку соелццсцця резисторов 22 и 23 к общей цшне, а транзистор 26 запирается. Прц этом ццверсцый выход цараметрона 2 оказывается отключецпым, а прямой - подключен к ццвсрсцому входу параметроца 1, и рдлиоцмцульснос опорное напряжение частоты субгармоцикц (лцскреты) фазы О, гыряоатывасмое нарямстроцом 2, иостуцаст на цяряметроц 1.Б этом случае элемент однородной вичислительной структуры выполняет; оцерацию И от двух цсремеццых, если двя Вхолшх сигнала поступают на входы (выходы)15 45 50 55 с 3 - Д,1, а Вьходн 01 сигнал сццйается с Одного из прямых выходов; операцию И - НЕ, если два Входных сигнала поступают ца вхо)ды 3 - ,) ц. а выхо.1 цой сигнал снимается с Одного из инвсрсцых выколов 3.г, - 3,.Элемент однородной вычислительной структуры выполняет функ 11 ию памяти . В этом случае сигнал, подлежащий запомшацию, ггоступает от вцсшцсго источника на прямой или инверсный вход парамстроиа функциональной части, а ца вход 4 управления подается разрешаощий потенциал. Параметрон 1 ьозбуждастся и осуществляет сруцкцию запоминания. Списывание двоичной информации осуществляется цри помощи параметрона 2, на вход 7 управления которого по;1 ается виЛсоимиульсное цацря)ксиис первого, второго или третьего тактов. Сцисывасмый сигнал снимается с вывода Г, параметрона 2 в прямом или обратном кодс в зависимости от того, на какой из у:равляюп 1 их входов ) или 6 поступает разрешающий потенциал.Таким образом, обсьсм настроечной ицфоръации для элемента однородной вычислительной структуры цс зависит от количества нагграв СгНг г;ерсдачи сигналов в структуре, а настройка фуцкциоиачьной части элемента однородной вьчислительной структуры на выюлисцие заданной функции происходит коммутацгсЙ Ви;1 соимг 11,ьсгых цапряжниЙ и опорных цаиряжсний частоты субгармоиики (дискрст),В царамстроце (гс;сраторе субгармонг чсских колебаний) используются г.С-структуры в отлич с от РС-структур, иа которых построены потенциальные и импульсно-потегцпальгпяс элементы. Поэтому мощность накачки, расходуемая только ца компснсацшо малых потерь в контуре параметрона (генератора субгармоничсских колебаний) и на поддержание колебаний субгармоники, значительно мсныпс, чем мощность, потребляемая потенциальными и импульсно-потенциальными функциональными элементами, и составляет приблизительно 1 О,1 Вт ири добротностях контуров царамстронов (генераторов субгармоничсских колебаний) Я=10 - 50.Время установления и спада амплитуды и фазы субгармошгчсских колебанш обычно составляст 5 - 10 периодов частоты накачки, и при Выборе частоты накачки в диапазоне 1 - 3 МГг тактовая частота работы элемента однородной вычислительной структуры составляст 50 - 200 МГц.Фазовый принцип представления двоичной информации и фазоизоирательцые свойства параметров (генератора субгармонических колебаний), используемого в функциональной части элемента Однородной вьпцелительной структуры, оосспсчивают его высокуго помсхо 10 20 25 30 35 40 устойчивость. Пара)гстрон (генератор суогармоничсских ко,Сбаний) чуВствцтслсп только в псрвоцачальцый момент возбуждения субгармоники к ио)Схс, которая сицфазца или противофазна с поступающим сигналом, и абсолотцо нечувствителен к иомсхс, фаза которой является ортогональной и постуцающсму сигцалу.Послс Возб 1)гдсцц 51 субгяр)Оцичсских колебаний царатрон (генератор субгармоцичсских колебаний) практически нечувствителен к псвгсхгм. Время возбуждения параметрона (генератора субгармонических колебаний) практически составляет 2 - 4 нерио;1 а накачки и весьма мало цо сравнению с периодом тактовой частоты. Поэтому вероятность наличия 1 п)мехи с амилиту;1 ой, сравцимои с амплитудой сигнала и фазой, противоположной фазе сигнала, мала.В отличиеот парамстроца (генератора субгармоничсскх колсоанпй) импульсцьс и и 5 Ну:1 сцо-иотс цццльцыс элементы, испо.)- зуемыс в функциональной части элсмсцтов однородных вычислительных структур, чувствитсльцы к импульсным помехам В тсченпе всего Врс)гсш их работы. Предмет изобрстсция Элсмсчт олцоролцой вычислительной структу ры, с)держа 11 й ф 5 цкцио 11 альну 10 и настросч уо части, от.гггцсггогг,ггг 1 ся тем, что, с целью гОвыгсО 15 быстродействия, снижения потрсбляс мой могццости, повышения помехоустОЙчпвостгг. расширсци 5 функциональных возможностеи, ои содержит идентично построеиныс. функциональный и настроечиьш емкостцые царамстроны, состоящие из катугцки индуктивности с отводом от средней точки, двух варикапов и двух диодов, и два транзистора, причем в каждом смкостном параметроне отвод от средней точки подключен к шицс отрицательного напряжсцця смещения, аноды варикапов и диодов соединены с крайнимп ВЫВОДВМИ КВТУ)ШКЦ ЦЦДУгСТИВИОСТИ, КВТОЛЫ Варикапов подключены к шицс непрсрывного напряжения накачки, катоды диодов подключены к шине вилсоимпульсного напряжения тактовой частоты и через резистор - к другой шине отрицательного напряжения смещения, и ) и этом каждыЙ пр 51 мОЙ и инВс 1)сн ьгй выходы настроечного емкостного парамстро 1 а соединены с инверсным выходом функциоца-.нного емкостного параметроца чсрсз два последовательно соединенных резистора, к точкаы соединения которых подключены коллекторами по одному транзистору, эмиттеры которых соедшгспы с оощсй ши.О 15, а ка;с;1 ая оаза чсрсз резисторы подключена . Своей шицс уиравл 5 иоигсго на)ря)кения.