Множительно-делительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ А 1 СПУБЛИ(59 4 С 06 Р 7/ ПИСА 3,иков ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина)(56) Авторское свидетельство СССР В 525969, кл. С 06 С 7/161, 1974.Авторское свидетельство СССР В 788128, кл. С 06 С 7/161, 1980. (54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение касается вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств, обрабатывающих операнды, представленные в широтно-импульсной, частотной и кодовой формах. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Предлагаемое устройство содержит реверсивный счетчик 1 два элемента И 2, два , умножителя 4, 5 частоты на код, шину 6 кода масштаба, вход 7 первой опорной частоты, первый информационный вход 8, вход 9 второй опорной частоты, последовательный выход 10, параллельный выход 11, второй информационный вход 12, регистр 13 последовательного приближения, блок 14 управления и установочный вход 15 с соответствующими связями, Блок 14 управления содержит три триггера, эле" мент задержки, два элемента ИЛИ, два формйрователя импульсов, элемент И и элемент НЕ с соответствующими связями. Устройство осуществляет деление двух ШИМ-сигналов пропорционально коду масштаба путем их автоматической компенсации с помощью метода последовательного приближения при усредне- С нии формируемых импульсных потоков.2 ил1 130Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств, обрабатывающих операнды, представленные в широтно-импульсной, частотной и кодовой формах.Цель изобретения - увеличение быстродействия,На фиг.1 представлена Функциональная схема множительно-делительного устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления. Множительно-делительное устройство содержит реверсивный счетчик 1, первый и второй элементы И 2 и З,первый и второй умножители 4 и 5 частоты на код, шина 6 кода масштаба, вход 7 первой опорной частоты, первый информационный вход 8, вход 9 второй опорной частоты, последовательный выход 10, параллельный выход 11 второй информационный вход 12, регистр 13 последовательного приближения, блок 14 управления и установочный вход 15, причем разряды шины б кода масштаба соединены соответственно с установочными входами первого умножителя 4 частоты на код, информационный вход которого соединен с входом 7 первой опорной частоты, выход первого умно- жителя 4 частоты на код соединен с первым входом первого элемента И 2, второй вход которого соединен с первым информационным входом 8 устройства и с входом синхронизации блока 14 управления, выход первого элемента И 2 соединен с входом сложения реверсивного счетчика 1, выход знака разности которого соединен с входом управления информацией блока 14 управления, установочные входы второго умножителя 5 частоты на код соединены соответственно с разрядными выходами, кроме младшего, параллельного выхода 11 устройства и регистра 13 последовательного приближения, выход младшего разряда которого соединен с входом сброса блока 14 управления, вход 9 второй опорной частоты соединен с информационным входом второго умножителя 5 частоты на код, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 3 и с последовательным выходом 10 устройства, второй информационный вход 12 устройства соединен с вторым входом второго элемента И 3, выход которого соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 1, вход 5677 2установки в "0" которого соединен свыходом сброса блока 14 управления,установочный вход 15 устройства соединен с установочным входом блока 14управления, выход управления информацией которого соединен с информационным входом регистра 13 последовательного приближения, вход синхронизации которого соединен свыходом10 синхронизации блока 14 управления,выход управляющего сигнала блока 14управления - с управляющим входом регистра 13 последовательного приближения,15 Блок 14 управления содержит первый, второй и третий триггеры 16-18, .элемент 19 задержки, первый и второй элементы ИЛИ 20 и 21, первый и второй 20 формирователи 22 и 23 импульсов, элемент И 24 и элемент НЕ 25, выход которого соединен с входом синхронизации третьего триггера 18, вход элемента НЕ 25 соединен с выходом второ го формирователя 23 импульсов, входомустановки в "1"второго триггера 17, первым входом элемента И 24 и выходом сигнала сброса блока 14 управления, установочный вход которого соединен 30 с первыми входами первого и второгоэлементов ИЛИ 20 и 21 и с входом элемента 19 задержки, выход которого соединен с входом установки в "1" первого триггера 16, вход установки 35 в "0" которого соединен с выходомпервого элемента ИЛИ 20, а выход первого триггера 16 - с информационным входом третьего триггера 18 и с выходом управляющего сигнала блока 14 управления, вход синхронизации которого соединен с входом второго формирователя 23 импульсов, выход первого Формирователя 22 импульсов соединен с вторым входом первого элемента 45 ИЛИ 20 и входом установки в "0" третьеготриггера 18, выход которого соединен с вторым входом элемента И 24, выход элемента И 24 соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 21, выход 50 которого соединен с выходом сигналасинхронизации блока 14 управления, вход сброса которого соединен с входом первого формирователя 22 импуль.сов, вход управления информацией бло ка 14 управления соединен с входомустановки в "0" второго триггера 17, выход которого соединен с выходом управления информацией блока 14 управления.3 13056Устройство работает следующим образом,На вход 6 устройства подается двоичный код И, на входы 12 и 8 поступают широтно-импульсные сигналы с отно сительными длительностями.Я, и 8 соответственно, а на входы 9 и 7 - опорные импульсные последовательности с частотами Р= Р , сдвинутые друг относительно друга во времени для 1 О обеспечения нормальной работы реверсивного счетчика 1. Сигнал запуска устройства, поступающий с входа 15 на установочный вход блока 14 управления, приводит к формированию им пульса уровнем "Лог. О" на выходе управляющего сигнала и поступающего на управляющий вход регистра 13 последовательного приближения, причем сигнал, поступающий на его вход синхро низации С, приводит к начальной установке регистра 13. Последняя характеризуется сбросом старшего разряда регистра и установкой в единичное состояние остальных разрядов. С при ходом переднего фронта очередного ШИМ-сигнала на вход синхронизации С блока 14 управления его формирователь 23 обеспечивает кратковременный импульс, инициирующий сброс счетчика 1, 30 и установку по его заднему фронту триггеров 17 и 18 в "1", Под воздействием кода масштаба и кода регистра 13 на суммирующий и вычитающий входы счетчика 1 начинают поступать импульсы в течение времени наличия ШИМ-сигналов. При этом знак разности средних эа период Т поступления ШИМ-сигналов частот соответствует знаку разности количества импульсов, поступающих на 40 суммирующий и вычитающий входы счетчика 1 эа время Т. Таким образом, к началу очередного периода ШИМ- игна а триггер 17 сохраняет свое единичное состояние (разность положительна), либо сбрасывается сигналом знака разности счетчика 1. Очередной ШИМ-сигнал инициирует приход кратковременного импульса с выхода С блока 14 управления на одноименный вход регистра 13 и устанавливает его старший разряд в состояние, соответствующее состоянию сигнала на выходе управления информацией блока 14 управления, и сбрасывает следующий младший разряд. Работа в следующий интервал времени Т протекает аналогично. Приход следующего ШИМ-сиг 77 4нала вызывает установку Я разряда1 1и-регистра в 1 при положительной разности средних частот, поступающих насуммирующий и вычитающий входы счетчика 1, и оставляет в нулевом состоянии в случае противоположного знака.Одновременно с установкой О,празряда регистра сбрасывается более младший разряд (1и т.д,Принцип действия множительно-делительного устройства основан на широтной модуляции частотно-импульсныхпоследовательностей и их автоматической компенсации с помощью последовательного приближения при усредненииформируемых импульсных потоков,Процесс последовательного приближения средних частот Р+ и Р импульсных последовательностей, поступающихна суммирующий и вычитающий входысчетчика 1, заканчивается с установкой последнего Я разряда выходногокода и сбросом дополнительного разряда управления Я . Последнее обстоятельство приводи к сбросу триггеров16 и 18 блока 14 управления и блокированию процесса в целом. Таким образом, с точностью, определяемой разрядностью регистра 13, вычисляют равенство средних значений частот Р и РС учетом разрядности умножителей 4и 5 частоты имеютРо Р , 2 2 2 п ВыхДля установленного соотношения частот Ро = Р и характеристика по параллельному выходу устройства имеет вид0,вых р а по последовательному выходу 10Ро К 2Р - Нбых 2" Ы фгде Р- среднее значение выходнойВыхчастоты.С учетом запуска устройства в произвольный момент времени последний разряд выходного кода устанавливает максимум в конце и+1 периода ШИМ-сигнала.Таким образом, быстродействие предлагаемого устройства вьппе быстродействия известных устройств и в меньшей степени зависит от разрядности структуры.1 ЗОЗ 6 Формула изобретения Множительно-делительное устройство, содержащее реверсивный счетчик первый и второй умножители частоты на код, первый и второй элементы И, причем вход сложения реверсивного счетчика соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого умножителя час таты на код, установочные входы которого соединены соответственно с разрядами шины кода масштаба устройства информационный вход первого умнажите.ля частоты на код соединен с"входом 15 первой опорной частоты устройства, ,вход вычитания реверсивного счетчика соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя частоты 20 на код и с последовательным выходом устройства, информационный вход второго умножителя частоты на код соединен с входом второй опорной частоты устройства, второй вход второго 25 элемента И соединен с первым информационным входом устройства, второй вход первого элемента И соединен с вторым информационным входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 30 что, с целью увеличения быстродействия, в него введены регистр последовательного приближения и блок управления, содержащий первый, второй и третий триггеры, элемент задерж ки, первый и второй элементы ИЛИ,первый и второй формирователи импульсов, элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с входом синхронизации третьего триггера, вход элемента НЕ 40 соединен с выходом второго формирователя импульсов, вход установки в "1" второго триггера, первым входом элемента И и выходом сигнала сброса блока управления, установочный вход ка , торого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с входом элемента задержки, выход которого соединен с входом установки в "1" первого триггера, вход установки 50 7 6в "О" которого соединен с выходомпервого элемента ИЛИ, а выход первоготриггера соединен с информационнымвходом третьего триггера и с выходомуправляющего сигнала блока управления, вход синхронизации которого соединен с входом второго формирователяимпульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с вторым входам первого элемента ИЛИ и входом установки в "О" третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с вторым входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока управления, вход сброса которого соединен с входом первого формирователяимпульсов, вход управления ифнормацией блока управления соединен с входомустановки в 0 второго триггера, выход которого соединен с выходом управления информацией блока управления, причем установочный вход устройства соединен с установочным входомблока управления, второй информационный вход устройства соеДинен с входом синхронизации блока управления,выход младшего разряда регистра последовательного приближения соединенс входом сброса блока управления, выход знака разности реверсивного счетчика соединен с входом управления информацией блока управления, выходсброса которого соединен с входомустановки в "О" реверсивного счетчика, выход управления информацией блока управления соединен с информационным входом регистра последовательногоприближения, вход синхронизации которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока управления, выходуправляющего сигнала, блока управлениясоединен с управляющим входом регистра последовательного приближения,разрядные выходы которого, кроме младшега, соединены соответственно с установочными входами второго умножителячастоты на код и с параллельным выходом устройства,1305677 Составитель В.ГусТехред Л.Олейник орректор И.Муска Ро едак аказ 1452 аб., д. 4 Л ектна Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, у 46 Тираж 673ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушска Подписноеитета СССРткрытий