Устройство для вычисления первой разности

(2) Заявлено 23.08.72 (21) 182149018-24 исоедипецисм заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийн открытий 2) Приоритет(088.8) Опубликовано 30.06.75. Еноллетець24 Дата опубликования описания 15.10. 2) Авторы изобретенияА, П. Лебеденко(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕ ПЕРВОЙ РАЗНОСТ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для вычисления приращений измеряемых процессов.Известно устройство для вычисления первои разности, содержащее два счетчика, узел пре обр азов ация, генератор тактов, схемы И, ИЛИ, элементы задержки, триггеры, схемы равнозначности, причем вход Сигнал устройства соединен с первым входом узла преобразования, первый выход которого соединен с 10 первым входом установки в О первого счетчика; выходы 1 разрядов первого счетчика соединены с первыми входами первой, второй и третьей схем И, выходы которых соединены с входами установки 1 одноимснных разря дов второго счетчика; вход Пуск устройства соединен с входом генератора тактов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами четвертой и пятой схем И, а также с первым и вторым входамц 20 первой схемы ИЛИ, выход которой через первый элемент задержки соединен с вторым входом установки в О первого счетчика вторым входом узла преобразования.С целью упрощения устройства в предлага емом устройстве выход О старшего разряда первого счетчика соединен с вторыми входами четвертой и пятой схем И, выходы которых присоединены к соответствующим счетным входам первого и второго триггеров; выход 1 30 первого триггера соединен с первым входом шестой схемы И; выход О второго триггера соединен с первым входом седьмой схемы 11; первый вход первой схемы ИЛИ соедццец с входом установки 1 первого триггера и вторым входом шестой схемы И; второй вход первой схемы ИЛИ соединен с входом установки О второго триггера и вторым входом седьмой схемы И, выходы шестой и седьмой схем И соединены соответственно с первым ц вторым входами второй схемы ИЛИ, выход которой соединен с первыми входамц первой и второй схем равнозначности; вторые входы схем равнозначности соединены с вторым выходом узла преобразования, а третьи входы - с выходамп О и 1 третьсго триггера; счетный вход третьего триггера соединен с выходом старшего разряда второго с.ет шка, а вход установки 1 - с вторыми входамц первой, второй и третьей схем И и выходом первой схемы ИЛИ; первые входы счет шков соединены с третьим выходом узла преооразовация; второй вход второго счетчика соединен с выходом первой схемы равнозначности; выходы О разрядов второго счетчика соединены соответственно с первыми входами восьмой, девятой и десятой схем И, вторые входы которых соединены с выходом второй схемы равнозца шостп, а выходы соединены с соответствующими шинами выхода Отрицатсльцая разность устройства; выходы 1 разрядов вгорого с .ст ц"а сосдццсцы соответствсццо с перв:11 ц иходамц одцццалцатой, двенадцатой ц тринадцатой схем И, вторые входы которых срез второй элемент задержки прцсосдицсны к выходу первой схемы рпицозцачцостц, а выходы соедицсцы с соотиетствуоц 3:(ц ццца 1 п выхода ПО:ожисльцая разность устройства.На ертсжс представлена схема предлагаемого устройства.Схема содержит счетчики 1 и 2, логическиесхемы И 3-13, логические схемы ИЛИ 14 ц 15, схемы р 53 ицозцапости 16 и 17, элементы задержки 18 и 19, триггеры 20 - 22, логи сскис схемы И 23 ц 24, узел преобразования 25, генератор тактов 26.Устройство работает следующим образом.С приходом импульса Пуск с входа 27 запускается генератор тактов 26. 20Па его выходах возникаот импульсы прямоугольной формы. Згц импульсы с одного выхода поступают ца схему И 12, схему ИЛ 11 14, схему И 23, а также ца раздСЛЬццй ВХОД трцгГЕра 21, уСтацаВЛИиая ЕГО в цсходцос состояние. С другого выхода ццвсрсцый сцгцал поступает ца схему И 13, схему ИЛИ 14, схему И 24 ц раздельцый вход триггера 22. На входе схемы ИЛИ 14 действуот импульсы малой длптельцости, 30 сформцроиаццыс с переднего фроцта входных сигналов. Зги импульсы устанавливают триггер 20 и исходцос состояние, поступают на схемы И 3 - 5, после задержки элементов 19 устанавливают счетчик 1 в исходное состоя ние, а тактике запускают узел преобразовацця 25. Узел 25 преобразует сигнал с(1) ца входе 28 в число-импульсный код, который поступает ца счетные входы счетчиков 1 и 2. Счетчики производят счет импульсов, ц так как цх см кость выбрана, исходя из максимальцо возможного значения первой разности, то ои во время каждого преобразовавя мцогокр 13 тцо переполняются. Г 1 осле аждого псрсполцсция счетчика 1 мсцяет свое состояние один из 45 триггеров 21 цлц 22, то определяется выходными сцгцаламц генератора тактов, которые подаются ца схемы И 12 и 13. Пусть в первом случае мецяет свое состояние триггер 21.После каждого переполнения счет шка 2 ме цяет свое состояние триггер 20. После окончания преобразования сигнала с/(1 в цпфроиуо форму в счетчике 1 находится целоС, (1 о) Ж(,) - Ко 2", (1) где Л(1 О) - число импульсов после на альцоопреобразования;К, число перецолцецш Счетчика 1: и - число разрядов счетчика 1.В определенном состоянии цходцтся таккс 60 и триггер 21.Г 10 сле иа 1 альцого прсобразовацц 51 сигцал 1 в цифровую форму через время, опредсляемое частотоц генератора 26, происходит итрв преобразование, 65 Перед этим импульсом, поступающим с гецер(тора тактов, триггер 22 устанавливается в исхгдцос состояцце; и цсходцое состояние 5,ст 3 цавлцвается также трипер 20 импульсом, 1 оступающцм с выхода схемы ИЛИ 14, а зцаеие числа, находящегося в счетчике 1, ц 1 рспцсывается и обратцом коде в счетчик 2; эпм жс импульсом, задержацным элементом 19, устанавливается в исходное состояние счет цк 1 ц запускается узел преобразования 25.Прп втором преобразовании сигнала с каждым переполнением счетчика 1 мецяст свое состояше триггер 22,После окоцчацця второго преобразования с выхода узла 25 поступает ца схемы 16 и 17 импульс считывания, На эти же схемы поступает сигцал с триггера 21, через схему И 23 и схему ИЛИ 15 также с триггера 20.Т 13 к как число разрядов сетчиков 1 и 2 выбрацо одинаковым, то при с 1(1,с 1(о 1), где (,(1 значение входного сигнала в момент цсрвоца:альцого преобразования; с(1) - знасццс сигнала прп втором преобразовании, трцг;сры 20 и 21 находятся в одинаковых состояцях. В этом случае при поступлении сигнала опроса с узла преобразования 25 происходит совпадение сигналов ца схеме 16, Выходной сцгал с этой схемы поступает ца входы схем И 6 - 8, на другие входы которых заиедсцы пулевые выходы триггеров счетчика 2 11 выходах схем совпадения при этом действует комбцацця сигналов, представляющая собой цифровую форму отрицатсльцого при .С51В этом сл час, когда с(11) ) 1/(1 О), счетчик 2 псрсполн 5 ется ца один раз больше счети, а 1, прц этом триггеры 20 и 21 находятся в разных состояциях, и совпадение сигналов цр;( о;росс:роцсходцт ца схеме 17. Сигналом с выхода схс:531 17 добавляется в счетчик 2 сдццца. ц: осле задержки элементом 18 проц. 3(3,131 гс 53 сч 1. ыиацис положительного приращсцц и 30 ф(ро 13(31 (рормс с помощью схем И11, 333 д(,(и иоды которых завсдецы сдццц(ы(ых с(,33(1 г,срои сстцка 2.В л; (,ц 1 йцс; работа устройства осуществ- ,(53(с, кк Опцс 3 цо выц 30, цаив 15 с момсцта 3(Г(03 3 рсобр 3 30133(цЯ. Отлицс лишь В том, то 3 рц третьем преобразовании выходным ; 3111,(ло ( сч( гцка 1,:осле каждого:ерепол сцц, .ч( 3 с сяп состояццс триггер 21, и его (ы пылой с гц;(л срс( схему И 23 и схему 1,(1 15 д(.33 С 313 уст ца входы схем 16 и 17.слуа, ( огда Ь1 о),;осле вто 3 в(3,3(о(б 3;33(31333 ц 3 в счетчике2 цаходится 33 ПЛОСт Р У ( - (Ко - 1) 2" - С( (о) + 1 (215 - число переполнений с пт(шка 23 рц втором:среол цен цц;Л(13) - число импульсов, поступивних цасчетный вхол счетИка 2 хри вто- РО: ПРС 06 Рс.5 ОВДППП.То есть число С(1) Равно Р;зиости,)ст(11) и ЧИСЛа ПМ;уЛЬСОВ, ОбССПСПГВаЮВИХ К.; - 1 ПЕрсполцсций стечпка 2, илос числа импульсов С, (1,) +1, обес:счпваюгцих;(срвос перс:толпснпе счстчтка 2, которое учцтыватся вьш:танцем елпппы в выражении К.1.Разность зпачсций па;Тряжспий ст(т) - Ь(1;) в цифровой форъе равца разностиЛ.тХт Лт (1,) - Ь (1,)1 Лп с х т(стох у равнений () п (2)ЛЛ=-(К, 1) 2+ С(1 а)+ 1+С, (1,) - К, 2"С, (1,).В случяс, ко,12 Кт.-К что пмс(.1 сссто пт)пЛ,( (О, х Р с 1 БИ(. и не псРспип 1(тс 5ЛТ: - . - 2" - 1) - С, (1,).Г 1 рсБ 11 "ст 1 э" ОГО МраВ 1 е 1:11)(.;с 21351 СОООЙ ООРЯТИЫЙ К(т. 1 ИС.12 ((11), КОТОрьЙ 51 Е 1- КО:ЮЛуЧПть ПутЕМ СтцтЫВацпя С цуЛСВЫХ БЫ хо;013 трпГГер 013 счст 1 икя 2.Г 1 ри К К,+1, в случае Лт)с)О, уравцси принимает вцдЛЛ С,(1,+ 1Из этого выражения Бплцо, что лл полу(спп ТТОЛОЖсТЕЛЫ 10 ГО ПРПРЯПСПП 51 ПЕООХО;1 МО К числу С 2(1,) прибавить слиппцу затем пропзВССтп СЧИтЫВаНИЕ КОЛа СЧЕтт(ИКа 2. В тОМ СЛучае, когда К,=К, и С.(1,) =О, уравнение за- ПИП 1 ЕТСЯЛ - . (2" - 1),т. С.:1 РП СЧИтЫВаццц тИСЛа С ЦУЛСВЫХ ВЫХОЛОБ триггеров счетчика 2 па выхолс схем совпдлсцп 51 спГпалы Отсу тстВют. Вс;1 р.1)слт.чп 11(.с осраццп в;рсллагаемом устройстве ос.,псствляются автомагпчсски.Разность Л,) трямо тчро: орцпо 1;Тльпд:тропз ЛИОЙ цсслЛУсмого спГпдлаЛК К 1 тГлс К КозффцццПТ Про.,орццй(д 11 т 10)1 1 Ит(р)с 1 Г 1 011 р(ЛСГсцц 55 1 (1) 5 с 1 лдстс 5; Гспс рд- ТОРОХ ТДКТОБ.1р с л м ( т и 5 0 б р ( 1 ( пстРОЙ с"и) Л(1 13 ь(т.Ис, пи;1)т.т т) с тп(1Г Ц, (. тс(тт) Ж сипС:13 5 :С" ц К с, :5 Г , 1) (: , Ч;., С(П .1 5 ст ЛерЖКП,т)ПТ ГСр Ы. СХСМ 1(БП.5:1; Иц)ст, .трпчсм вход Гпгцял устройстваСо.ппсп с х(рвым )ходом узла преобрдзовацпя, первый Вы.;ОЛ :.Оторого сосЛицсц с т;ер:1)1 13 холО.с. х ст 3 ИОВ 1 сп В О .1 СРВОГО с 1 стчикя Выходы 1 разрЛов первого счет шкд соединИ 11 с .1 срвыз 1 И входа хтп;срвоп, 1)т 01)ои и трс.- Би схем 1, БьхОлы которых сослппспы с Бхо;дмп мста,0 В 1 и 1 ОЛцОИ)1 еп 1 Ьх 1)азр 51 ЛОБ Второ 0 С-СГтПКЯ, 1)ХОЛ ПМСК ХСтроЙСТВа СО- е:пиен с гхс)лох генератор 1 тактов.:1 рвый п второй )холы которого сослицсцы соответст- ВСИПО С Пр 31 ТМП 1)ХОЛЯ)И ЧЕГБСтрТОЙ П П 51 ТОП СХСХ 1, 2 ТДКЖС С .СРВЬТМ И Зтот)1 М БХОЛЯ)1 И10 рБОЙ СХЕМЫ 11,(1 И, ВЬтХОЛ КОтОрОй ЧЕрСЗ первый элемент зддсржкп сосллшсн с вторым входом устдцовк:1 Б О .)срвого счетчика и 15 вторым входом (злд:1 реооразоваиця, о т л и с 10 Пт (. С С. Я Тстм, ТО С цт.Г 1( :1 р(ц 1 СПП 5 м с т р О и с т Б я, 13 ы х О, Ос т д р и (. О ) д 3 р 51 Л 1;1( р- ОГО (тЕТ 11 Кс 1 СОЕ;П 13 СП с. ВТОРЬТМП БХОЛЯМП 1 Е 1 Б(.)ТО 1 П 51 ТО 1 СХСХ 11,:31 ХО:1 КО)О) 1 с 20 присоединены к соотв(тст)уопим счстцы)1входам первого п второго триггсров, выход 1(рВОГО триГГ(.р 2 СО(;Нцси с:Тср 13 ьм Входомп(стой;х, )1,1 1, Гвкол О ьторого триггера со:1 пцсц с 1:(.РВым 1)хо:0)1 сельмОЙ схемы 11, 1 срвый Бхол срвой хх ы 11,111 солнцИ с вхолом мстацо)кп1 р)ого тригГЕрс П Втор 1.1 ВХОЛОМ ПССтой СХСМЫ 11, Второй Бхол:1 рвой схемы 11,111 сослпцсц с вхо- ЛОМ уотдцОВКП О ВтОрОГО тртггсрд П ВтОрЫМ 30 БХО ЬО) ССЛЬХ;ОЙ СХСХЫ И, т 11 ХОЛЬТ ТПССГОЙСе: мой с с)1 11; сослппспы соотвстст ПЦО С П(.т 13 Ь 1 ХТ И 13 ТОР ЫХ 1 1)ХОЛс 1 М П БТОРОИ СХС- мь .11,111, выхол котороЙ сослппсц с:срвь 1 БХОЛЯХЦ ПСРВО 1 1 ВТОРОЙ СХС)1 РЯБЦОЗ 5;цдИОСтц, Втдрцс ГХОЛЬТ СХСМ рдВПОЗПЯЧИОСтцсое;п)спы с вторым выхолом узла;1 реобразоБЯИИ 51, д тРстьп Боль с 1)ыхолс 1)п 0 ц 1 Тртстьего ТрцГ; тр,), СтЕТПЬП БХОЛ ГрсТЬСГО ТИПГ"С".,)Д СОС 11 и(.П С 1)Ь 1 ХО:0 се ТЛ 1);ПСГО Р: 1)51 Лс) 40 13)ОрОГО С 10 ЧПКЯ, 1 БХО;1 Х(Г;ТП(БКП 1" -- С3 ТОр 1 ТП ВХОЛЯМП С 1 БОП. 13 ТО ОП П 1 р(ЬСП схс)1 11 п Быхоло)1 птсрвой схемы 11,11, ПСРВЫС ВХОЛЫ СтСТИКОВ СОЕ;ППСИЫ С тРт Пт)1 В 11 Х О;О )13 1 с 1 П (.О О р ст ЗО В Я П П 51, 13 Т 0 Гт 0 (1 13 Х 0 Л 45 второго счстчпка сос;1 ИТСп с Выходом ;срьопСМрд 13 тО 5121110.Т, 31 ХОЛЫ О )с 1 З,).013 ВТОРОГО СЧСТЧПКД (",)Лтцсс П С013 Т 113( 11 О ,Си)Ь 1.и т)ХО)с.П ВОСЬМО:1,:СБ 5(ТОЙ и .1 С)ТОЙ (х 11, Втор 1 Бхолы котОрых сос;:И 1(пь 5);51,ХО "О) Бтс ой СХ .11 1)авТОЗцсятцОСТИ, д БЫс)ЛЫ ССЕЛПЦСПЫ С СООТБЕТСТТ)МОПИХИ ПИтам БЫХО,с) О 1 РТ:ЦД ТХ 1 Ь.Д,1 РДЗПОСТЬ С Г)оцс.Т 1)с 1, БЬХОЬ 1 " РЯЗР ЯЛОВ 1)ТОР 010 С 1 СТИХ 1 (.ОС.П:1 СОО ГБТСТТ)СППО (;1 СРБЫМП ГХолст)1 П ОЛИП.12;тцд р;1, Л 3,1,1д т ОП 51 1 р П 1)ЛП 10311, 11(т.БХО.,Ы .;) О)1 Х т(Р т 0)01:Лс Мт 1; тс)Л)КК)1: 1)ИСОС;ППСПТ 1 К 1)ЫХО:М , с 1 БОП СХ"Х 11 П 2,3 ПОЗ Ц ДПОСТИ, с 3 13 ЬТХО;1 Ь 1 СОсли 15 Ы с С 0 0 Т 13 сто Т:3 01 цп М:Ш и ц д М и 1311 Х О Л д 60 П О Л 0 Ж П Т С Л Ь Ц Д 51 1) сс 3 Ц О С Т Ь с С Т Р О И С Т Б Д .Изд. М 1591 Тираж 679 ПИ Государственного комитета Совета Министров по делам изобретений и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб, д. 45