Устройство для возведения в квадрат одноразрядных чисел

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительно вт, свил ву 51) М. К явлено 21.04,76 (21) 2351109/1838 присоединением заявки3) Прибритетасударстаенный квететсссРам иэооретенийеткрыте 681 325 5(088.8)(53) У убликоваио та опублик писания 19,02,79 М. Туз Б. А. Клабеков, В. М,ян(71) Заявитель сковский ордена Трудового Красного Знамениэлектротехнический институт связи СТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВ ОДНОРАЗРЯДНЫХ ЧИСЕЛ4) У АТ 5 нищищ ми неом ос , воз 5, соИзобретение относится к области вычислительной техники, касается квадратора, выполненного на элементах с час тотным кодированием информации и может найти применение в вычислительных устройствах, использукицих сис гемы счисления с большим основанием.Известны матричные схемы квадрирования и умноженияработающие с потенциальными и импульсными сигналами И.Эти схемы обладают следующи достатками: в этих схемах с рост нования системы счисления ( т ) водимых в квадрат или перемножаемых чисел пропорционально растет количество необходимого оборудования и уменьшается помехозащищенность. В связи с этим, в таких схемах для г -значных систем счйсленищ -при т 110 требуются затраты большого количества оборудования.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является умно- житель одноразрядных чисел 2 02,79.Бюллетень6 держащий блоки формирования старшего и младшего разряда квадрата исходного числа, входы которых соединены с входной шиной устройства.Целью изобретения является упрошее устройства и повышение помехоэаенн ости.Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены блок формирования частоты сдвига и блок формиро(вания групп импульсов переменной частоты. Кроме того, "блоки формирования старшего и младшего разряда квадрата исходного числа состоят соответственно из первого и второго разностных смесьтелей частот, первого и второго фильм ров частот, первого и второго умножителей частот, первого и второго суммируютпих смесителей частот, причем первые и вторые выходы первого и второго разностных смесителей частот соединены соответственно с входной шиной устройства и первым и вторым выходом блока формирования групп импульсов переменной частоты, выходы первого и второго разностных смесителей частот соединены соответственно с входами первого и второго фильтров частот, выходы которых соединены соответственно с 5 входами первого и второго умножителей частот, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго суммирующих смесителей частот, вторые входы которых соединены 10 с выходом блока формирования частоты сдвига, выходы первого и второго суммирующих смесителей частоты, являются соответственно первым и вторым выходами устройства. 15На фиг. 1 приведена структурная схе-. ма предлагаемого устройства, на фиг,2- 6 - частотные диаграммы его работы.Устройство содержит (фиг, 1), блок формирования старшего разряда квадра та исходного числа 1, блок формирования младшего разряда квадрата исходного числа 2, первый и второй разностные смесители частот 3,4: первый и вто-: рой фильтры частот 5, 6, первый и вто рой умножители частот 7, 8, первый и второй суммирующие смесители частот. О, 10, блок формирования частоты сдвига 11, блок формирования трупп импульсов переменной частоты 1 2 а30Работу квадратора рассмотрим на примере возведения в квадрат чисел в четверичной ( Ф =4) системе счисления. В четверичной системе цифры кодируем следующим образом.35-1 -12 13 1,Квадратор имеет один вход, на который подается сигнал с частотой 1, р соответствующий возводимому в квадрат числу х и два выхода, с которых сйимаются сигналы с частотами 1 1 и, соответствующимй значениям старшего и младшего разрядов квадрата ис"- ходного числа Х, В таблицв ,приведе- ны .значения этих разрядов для всех возможных Х.Хгр О ОИгр О 155 Сигнал с частотой 1 (на фиг. 2 а доказаны все возможные значения этойчастоты), соответствуюцтей возводимомув квадрат числу Х, поступает на входы блоков формирования старшего и младпего разряда квадрата числа Х , В каждом из этих блоков сигнал со входа подается на 1-й вход разностногосмесителя (3,4). На второй вход этого разностного смесителя подаются соответствующие группы импульсов переменной частоты, а именно, в блоке 1- первая группа импульсов, а в блоке 2вторая группа .импульсов (фиг. 2 б,в).Эти группы импульсов формируются вблоке формирования групп импульсов переменной частоты 12, и снимаются соответственно с 1-го и 2-го выхода этого блока.Группы импульсов формируются таким образом, что отклонение частоты группы от частоты хпропорциональ но для первой группы - значению стар- шего разряда квадрата числа Х, а для второй группы - значению младшего разряда квадрата числа Х. Из диаграммы(фиг. 2 б, в) видно, что коэффициентпропорциональности выбирается равнымй=Ь(1 о, где ЬР - частотныйпромежуток между входными частотамикодирования.В соответствии с этим правилом, атакже с учетом значений старшего имладшего разрядов квадрата числа Хизтабл. , определяем значения частотдля обеих груйп: для группы 1 -1,+Ь1 4 Ь,1 2 д 1, 1 бд 1,а для группы 2 - хо+дую ) фд х 4+ ь, 1+ 2 ь .В спектрах сигналов, снимаемых свыходов разностных смесителей (3 и 4)присутствуют частоты, представляющиесобой разность хи частот группы1 и группы 2.На фиг. 3, 4, 5, 6 показаны частотные диаграммы работы квадратора вслучаях, когда на входе присутствуютразличные частоты 1,Цо - фиг. 3, .Г -фиг. 4 в,"фиг.5 г,фигб д.На диаграмме "а" в каждом случаепоказана частота, присутствующая навходе, а на диаграммах "б," и в"первая и вторая частотные, сетки.На диаграммах "г" и "д" приведеныспектры сигналов на выходе смесителей3 и 7 соответственно.Далее в каждом из блоков сигнал свыхода смесителя поступает на входфильтровв и 6 соответственно в 1-оми 2-ом блоке), имеющих частотную характеристику, показанную на диаграмме "е". С выхода фильтра 5 снимается сигнал, частота которого пропорциональна значению старшего разряда квадрата числа Х (диаграмма "ж) а с выхода фильтра 6 - частота, пропорциональная значению младшего разряда квадрата числа Х (диаграмма "з).Однако, если эти сигналы прямо по дать на выход схемы, то будет иметь место неоднозначность кодирования вход ных и выходных сигналов, Для приведения частот выходного сигнала в соответствие с исходной системой кодировавания выполняются следующие преобразования, В каждом блоке сигнал с выхода фильтра (5 и 6) подается на умножитель частоты 7 и 8 с коэффициентом умножения К=10 (диаграммы и" ф и "к"). С выхода умножителя сигнал поступает на первый вход суммирующего смесителя (9 и 10),на второй вход котообго подается частота сдвига цц = о - Ю1, благодаря чему сигнал сдвигается в исходный диапазон частот (диаграммы л", и м").В результате, на выходе 1 получаем частоту, соответствующую значению старшего разряда числа Х(диаграмма ЗО "л"), а на выходе 2частоту, соответствующую значению младшего разряда Х (диаграмма "м").Схема предложенного квадратора не/1 зависит от того, какой сйстемесчисления принадлежит возводимое в квадрат число. Это обстоятельство приобретает особо важное значение для систем счисления с основанием 1 О, так как в обыч 40 ных матричных схемах в этом случае требуется значительное увеличение количества оборудования.Предлагаемый квадратор может быть выполнен на основе серийно выпускаемых45 элементов, построенных: до интегральной гибридной технологии, обеспечивающих быстродействие в несколько мега герц,ф ор мула изобретения Устройство для возведения в квадрат одноразрядных чисел, содержа 1 иее блоки формирования старшего и младшего разряда квадрата исходного числа, входы которого соединены с входной шиной устройствао т л и ч а юш е е с я тем, чтос целью упрощения устройства и повышения помехозашищенности, в него введены блок формирования частоты сдвига и блок формирования групп импульсов, переменной частоты, кроме того, блоки формирования старшего и младшего разряда квадрата исходного числа состоят соответственно из первого и второго разностных смесителей частот, первого и второго фильтров частот, первого и второгоумножителей частот, первого и второго суммирующих смесителей частот, причем первые и и вторые выходы первого и второго разностных смесителей частот соединены соответственно с входной шиной устройства и первым и вторым выходом блока формирования групп импульсов переменной частоты, выходы первого и второго разностях смесителей частот соединены соответственно с входами первого и второго фильтров частот, вихры которых соединены соответственне с входами первого и второго умножителей частот, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго суммирующих смесителей частот, вторые входы которых соединены с выходом блока формирования частоты сдвига, выходы первого и второго суммирующих смесителей частоты являются соответственно первым и вторым выходами устройства.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. "Многоустойчивые элементы и их применение"; под ред, Сигорского В. П., Сов. радио", И., 1971.2. Авторское свидетельство СССР, % 338899, кл. С 06 Р 7/52, 1972.647883 Фиг,3 инКорректор А. Бласенк тор С. Хейфин илиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аз М 2/41 ОНИИП по 113038