Преобразователь кода грея в двоичный код и обратно

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпнк(5)М, Кл. Н 03 К 13/247 с присоединением заявки МГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения З.М. Гафаров Башкирский филиал АН СССР и Уфимский авиационный институт им. Серго Орд;:оникидэе(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА ГРЕЯ В ДВОИЧНЫЙ КОД И ОБРАТНОИзобртение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к преобразователям кодов, и может быть использовано при построении цепей обратной связи цифровых следящих систем.Известны преобразователи кода Грея в двоичный код последовательного действия, содержащие триггер и управляемую им схему совпадения 1),Такие устройства обычно выполняются на ферриттранзисторных ячейках (ФТЯ) с обмотками "установка в. ноль", входными, тактовыми (считывания) и выходными, Перед преобразованием триггер устанавливается в "0". В определенные моменты времени на вход триггера в виде импульсов поступают разряды числа в коде Грея старшими разрядами вперед. В моменты времени между вышеназванными с выхода устройства также старшими разрядами вперед снимается двоичный код преобразуемого числа.Данные преобразователи обладают рядом недостатков, к числу которых можно отнести сложность схемы и большое потребление мощности.Известен также преобразователь кода Грея в двоичный код и обратно,содержащий магнитные элементы памя=ти, выполненные на трансфлюксорахс обмотками " установка в ноль",входными, считывания и выходными,диоды, конденсаторы и ключ, причемобмотки считывания трансфлюксоров:оединены последовательно согласнои подключены к шине считывания,входная обмотка первого трансфлюксора соединена с входной шиной,а входная обмотка второго трансфлюксора одним выводом через первый диод подключена к шине "первыйтакт", а другим выводом через второй диод - .к шине "установка в ноль"и через обмотку установка в нольдетретьего трансфлюксора к первому конденсатору и аноду третьего диода, катодкоторого подключен к выходной обмотке третьего трансфлюксора, входнаяобмотка которого одним выводомчерез четвертый диод соединена сшиной "второй такт", а другим - совторым конденсатором и анодом пятого диода, катод которого подключенк переключающему контакту ключа,при этом размыкающий контакт ключачерез шестой диод соединен с третьим конденсатором и выходной шиной, а через соединенные последовательна выходную обмотку второготрансфлюксара и включенные параллельно выходные обмотки первого трансфлюксара - .с замыкающим контактомключа, причем размыкающий и замыкающий контакты ключа зашунтираванывстречно включенными седьмым и васьмым диодами, аноды которы. соединены с четвертым конденсатором и через последовательно включенные обмотки "установка в ноль" первого ивторого трансфлюксарав и девятый и 10десятый диоды - соответственна сшиной "установка в ноль" и шиной," второй такт 2,Недостатком такого устройства является низкое быстродействие. 15С целью увеличения быстродействияв преобразователь када Грея в двоичный кад и обратно, содержащий магнитные элементы памяти, выполненные натрансфлюксарах с обмотками "установка в ноль" входными, считывания ивыходными, диоды, конденсаторы и первый ключ, причем обмотки считываниятрансфлюксаров соединены последовательно согласно и подключены к шинесчитывания, входная обмотка первоготрансфлюксора соединена с первойвходной шиной, а входная обмоткавторого трансфлюксара одним выводамчерез первый диод подключена к шине"первый такт", а другим выводом через второй диод - к шине "установкав ноль", первый конденсаторсоединенс анодом третьего диода, катод которого подключен к выходной обмоткетретьего трансфлюксара, входная абмат ка которого одним .выводом через четвертыи диод соединена с шиной "второйтакт" а другим - со вторим конденсатором и анодом нятага диода, катодкатарага годключен к переключающемуконтакту первого ключа, при этом размыкающий контакт первого ключа черезшестой диод соединен с третьим конденсаторам и выходной шиной, а через соединенные последовательно выходную обмотку второго трансфлюксора и включен ные параллельно выходные обмотки первого трансфлюксара - с замыкающим контактом первого ключа, причем размыкающий и замыкающий кантакгы первогоключа зашунтираваны встречно включенными седьмым и восьмым диодами, аноды которых соединены с четвертым конденсатором и через последовательновключенные обмотки "установка в ноль"первого и второго трансфлюксарав и де вятый и десятый диоды - соответственно с.шинай "установка в ноль" и шиной"второй такт", введены дополнительночетвертый трансфлюксар, второй ключ,одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый диоды и пятый конденсатор,причем .входная обмотка четвертоготрансфлюксара соединена са второйвходной шиной, второй и пятый конденсаторы подключены к шине "устанавка в ноль" соответственно через одиннадцатый и второй диады, а пятый канденсатар соединен также с анодом двенадцатога диода, катод которого подключен к переключающему контакту второго ключа, при этом размыкающий контакт последнего через тринадцатый диод соединен с выходной шиной, а через соединенные последовательно выходную обмотку третьего трансфлюксара и включенные параллельно выходные обмотки четвертого трансфлюксора с замыкающим контактом второго. ключа, причем размыкающий и замыкающий контакты последнего зашунтираваны встречна включенными третьим и четырнадцатым диодами, аноды которых соединены через последовательна включенные обмотки "установка в ноль" четвертого и третьего трансфлюксаров и пятнадцатый и шестнадцатый диоды - соответственно с шиной "установка в ноль" и шиной "первый такт".На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.Устройство выполнено на четырех элементах памяти с неразрушающим считыванием - двухатверстных трансфлюксарах 1-4 с клапанами на диодах 5-12, накопительными конденсаторами 13-17 и ключами 18, 19. Обмотки считывания 20 всех трансфлюксарав 1-4 соединены последовательно согласно и подключены к шине считывания 21 преобразователя. Входная обмотка 22 трансфлюксора 1 соединена с первой входной шиной 23 преобразователя. Входная обмотка 24 трансфлюкс эра 2 одним выводом через разделительный диод 25 подключена к шине 26 "первый такт" преобразователя, а другим выводом через разделительный диод 27 - к шине 28 "установка в ноль" преобразователя. Конденсатор 13 соединен с анодом диода 7, катод которого подключен к выходной обмотке 29 трансфлюксора 3, входная обмотка 30 которого одним выводам через разделительный диод 31 соединена с шиной 32 "второй такт" преобразователя, а другим . - с конденсатором 16 и анодам диода 11, катод которого подключен к переключающему контакту 33 ключа 18. размыкающий контакт 34 ключа 18 через диод 12 соединен с конденсаторам 17 и выходной шиной 35 преобразователя, а через со .диненные последовательно выходную обмотку 36 трансфлюксара 2 и включенные параллельна выходные обмотки 37, 38 трансфлюксора 1 - с .замыкающим контактом 39 ключа 18, причем размыкающий 34 и замыкающий 39 контакты ключа 18 зашунтираваны встречна включенными диодами 5, 6, аноды которых соединены с конденсатором 14 и через последовательно включенные обмотки 40, 41 "установка в ноль" трансфлюксорав 1, 2 и разделительные диоды 42, 43 соответственно с шиной ."8 "установ 750733ка в ноль" и шиной 2 "второй такт"преобразователя. Входная обмотка 44трансфлюксора 4 соединена со второйвходной шиной 45 преобразователя,Конденсаторы 16 и 15 подключены кшине 28 "установка в ноль" преобразователя соответственно Через разделительные диоды 46 и 27, а конденсатор 15 соединен также с аноцом диода 9, катод которого подключен кпереключающему контакту 47 ключа 19.Размыкающий контакт 48 последнегочерез диод 10 соединен с выходнойшиной 35 преобразователя, а черезсоединенные последовательно выходную обмотку 29 трансфлюксора 3 ивключенные параллельно выходные15обмотки 49, 50 трансфлюксора 4с замыкающим контактом 51 ключа 19,причем размыкающий 48 и замыкающий51 контакты последнего эашунтиронаны встречно включенными диодами 7 и 208, аноды которых соединены через последовательно включенные обмотки 52,53 "установка в ноль" трансфлюксоров 4, 3 и разделительные диоды 54,55 - соответственно с шиной .8 "устанонка в ноль" и шиной 26 "первыйтакт". Шина 56 - клемма заземления.Клапаны 57-61 служат для управленияработой преобразователя и непосредственного участия в его функциониро- ронанни не принимают. На чертеже ониприведены лишь для пояснения.Особенность работы описываемогоустройства заключается н преобразовании разрядов кода в каждом из двухтактов , и . Последовательные р"зряды кода старшими разрядами нперецподаются поочередно н первую 23 ивторую 45 входные шины, Преобразованные разряды чисел снимаются с общейвыходной шины 35 устройства. В режиме4(преобразования "Код Грея - двоичныйкод" замыкаются контакты 33, 34 ключа18 и контакты 47, 48 ключа 19 а приобратном преобразований - кОнтакты33, 39 ключа 18 и контакты 47, 51ключа 19. Разблокйровка трансфлюксоров 1 и 4 осуществляется входнымиотрицательными импульсами, соответствующими "1" преобразуемого кода, блокировка трансфлюксоров 1-4 и раэблски-гОровка трансфлюксорон 2, 3 - эа счетэнергии, накопленной соответственнов конденсаторах 13, 14 и 15, 16.Вописываемой схеме конденсатор 13используется лишь для накопления .Яэнергии, .расходуемой далее для блокировки трансфлюксорон 4, 3. Поэтомуобмотка 53 "установка в ноль трансфлюксора 3 подключена непосредственно к шине 26 "первый такт" преобразо- (вателя. Кроме того в схеме предусмотрена возможность разряда конденсаторов 15, 16 (череэ диоды 27, 46), чтонеобходимо для правильного преобразования последующих колон, поданае- у.мых но входы данного устройства, В режиме преобразования "Код Гря - .цнончный код" квждй разряд двоичного кола определяется по правилу"1. О+ разряд двоичного кода;разряд кода Грея;знак сложения по модулю два. гдей О Рассмотрим работу преобразователя на конкретном примере. Пусть требуется преобразователь н двоичный код число в коде Грея 1101, Перед вводом числа в момент времени со открынается клапан 58 и происходит разряд одного или нескольких конденсаторон 13-16 (если они были заряжены). При этом происходит блокировка одного или нескольких трансфлюксоров 1-4 (если они были разблокированы). В момент , открываются клапаны 59, 60 и старший разряд кода Грея В= 1 н ниде отрицательного импульса поступает через первую входную шину 23 в обмотку 22 и разблокирует трансфлюксор 1. При этом разблокиронка трансфлюксора 2 по цепи: корпус клапан 60 - диод 25 - обмотка 25 не происходит, так как конденсатор 15 разряжен. Переменное напряжение с выхсдных обмоток 37, 38 заряжает через диоды 5, б, 11, 12 конденсаторы 14, 16, 17 и на выходной шине 35 преобразователя появляется отрицательный потенциал М = к = 1. В3 з моментоткрываются клапаны 57, 61 и разряд кода Грея К = 1 в виде отрицательного импульса поступает уже ;врез вторую вхоцную шину 45 н обмотку 14 и разблокирует трансфлюксор 4. одновременно разряжаются конденсатор 16 по цепи: обмотка 30 - диод 31 - клапан 61 - корпус и конденсатор 14 по цепи; обмотки 40, 41 - диод 46 - клапан 61 - корпус, Тем самым происходит соответственно газблоккронка трансфлюксора 3 (подача Н = 1 на трансфлюксор 3) и блокировка трансфлюксора 1. Но так как выходные обмотки 29, 49 раэблокйронанных трансфлюксоров 3, 4 включены встречно, конденсаторы 5, 17 не заряжаются (заряжается только конденсатор 13 от обмотки 50) и на выходной шине 35 преобразователя имеем Ч О, В следующий момент разряд кода Грея й, 0 поступает н первую входную шйну 23 преобразователя, Однако трансфлюксоры 1,остаются заблокированными, а трансфлюксоры 3, 4 блокируются эа счет разряда конденсатора 13 через диод 55 и на выходе имеем М, = О. В момент с младший разряд кода Грея 8 О 1 подается во вторую входную шину 45 преобразователя и на выходе 35 имеем И = 1. В результате коду 1101 будет соответствовать двоичный код 1001.В режиме преобразования "Двоичный код - код Грея" каждый разрядкода Грея определяется по правилу11,: М,МРассмотрим работу преобразователяна конкретном примере. Пусть требуется преобразовать в код Грея двоичное число 1001. Перед вводом числав момент времени с открывается клапан 58 и происходит разряд одногоили нескольких, конденсаторов 13-16(если они были заряжены), При этомпроисходит блокировка одного илинескольких трансфлюксоров 1-4 (еслиони были раэблокированы); В моментс, открываются клапаны 59, 60 истарший разряд двоичнсго кода М= 1в ниде отрицательного импульса поступает через первую входную шину 23 нобмотку 22 и разблокирует трансфлюксор 1. При этом раэблокировка трансфлюксора 2 по цепи: корпус - клапан60 - диод 25 - обмотка 24 не происходит, так как конденсатор 15 разряжен. Переменное напряжение с выходных обмоток 37, 38 заряжает черездиоды 5, б, 11, 12 конденсаторы 14, 2516, 17 и на выходной шине 35 преобразователя появляется отрицательныйпотенциал В = М = 1. В момент соткрываются клапаны 57, 61 и разряддвоичного кода М уже через вторую 30входную шину 45 поступает в обмотку44. Однако М = 0 и разблокиронкатрансфлюксора 4 не происходит. Одновременно разряжаются конденсатор 16по цепи: обмотка 30 - диод 31 - клапан 61 - корпус и конденсатор 14 поцепи: обмотки 40, 41 - диод 43клапан 61 - корпус. Тем самым происхоцит соответственно разблокиронкатрансфлюксора 3 (подача й = 1 на 40трансфлюксор 3). и блокировка трансфлюксора 1. Переменное напряжение с обмотки 29 заряжает конденсаторы13, 17 и на выходной шине 35 преобразователя имеет й = 1, В следующиймомент с, разряд двоичного кода й,поступает н первую входную шину 23. преобразователя. При этом хотя иклапаны 59, 60 открыты, раэблокировка трансфлюксоров 1, 2 не происходит,так как конденсатор 15 не заряжен,а й, = О. В итоге К, = О. В моментс младший разряд двоичного кодай = 1 подается во вторую входнуюошину 45 преобразователя и на выходе 35 имеем й = 1. Следовательно, 55двоичному коду 1001 будет соответствовать код Грея 1101.Таким образом приведенная схемаустройства благодаря совмещению такта запоминания разряда с тактом сложения по модулю два раэрядон кодапозволяет производить последовательное преобразование кода Грея в двоичный код и обратно в каждом иэуправляющих тактов с 1 и формула изобретенияПреобразователь кода Грея в двоичный код и обратно, содержащий магнитные элементы памяти, выполненные на трансфлюксорах с обмотками "установка в ноль", входными, считывания и выходными, диоды, конденсаторы и первый ключ, причем обмотки считывания трансфлюксоров соединены последовательно согласно и подключены к шине считывания, входная обмотка первого трансфлюксора соединена с первой входной шиной, а входная обмотка второго трансфлюксора одним выводом через первый диод подключена к шине "первый такт", а другим выводом через второй диод - к шине "установка в ноль", первый конденсатор соединен с анодом третьего диода, катод которого подключен к выходной обмотке третьего трансфлюксора, входная обмотка которого одним выводом через четвертый диод соединена с шиной "второй такт", а другим - со вторым конденсатором и анодом пятого диода, катод которого подключен к переключающему контакту первого ключа, при этом размыкающий контакт первого ключа через шестой диод соединен с третьим конденсатором и выходной шиной, а через соединенные последонательно выходную обмотку второго трансфлюксора и включенные параллельно выходные обмотки первого трансфлюксора - с замыкающим контактом первого ключа, причем размыкающий и замыкающий контакты первого ключа эашунтированы нстречно "включенными седьмым и восьмым диодамп, аноды которы: соединены с четвертым конденсатором и через последовательно включенные обмотки "установка н ноль" первого и второго трансфлюксоров и девятый и десятый диоды соответственно с шиной "установка в ноль" и шиной "второй такт", о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью унеличения быстродействия, в преобразователь введены дополнительно чет-. вертый трансфлюксор, второй ключ, пятый конденсатор, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый диоды, причем входная обмотка четвертого трансфлюксора соединена со второй входной шиной, второй и пятый конденсаторы подключены к мине "установка н ноль" соотнетственнс через одиннадцатый и второй диоды, а пятый конденсатор соединен также с анодом двенадцатого диода, катод которого подключен к переключающему контакту нторого ключа, при этом размыкающий контакт последнего через тринадцатый диод соединен с выходной шиной, а через соединенные последовательно выходную обмотку третьего трансфлюксора и включенные параллельно выход750733 Составитель Г. КутнийРедактор Н. Козлова Техред М . Рейвес Корректор И,Мус 671/46 Тира ЦНИИПИ Государственпо делам изобрете 3035, Москва, Ж,95 Подписно комитета СССРи открытийушская наб., д. 4/ Зк й а оек ент", г. город П П и ные обмотки четвертого трансфлюксора, - с замыкающим контактом второгоключа, причем размыкающий и замыкающий контакты последнего зашунтированы встречно включенными третьим ичетырнадцатым диодами, аноды которыхсоедюены через последовательновключенные обмотки "установка в ноль"четвертого и третьего трансфлюксорови пятнадцатый и шестнадцатый диоды соответственно с шиной "установка вноль" и шиной "первый такт".Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дроздов Е.А, и др. Автоматическое преобразование и кодирование ин-формации. М.,"Советское радио" ,1964,с. 148.2. Заявка Р 2454170/21, 1977