Устройство для умножения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 02,10.75 (21) 2177019/18-24с присоединением заявки пе(51)М. Кл. 606 Г 7/62 Государственный комнтет СССР ао делам нзобретеннй н открытий(53) УД К 687. .325(088.8) Дата опубликования опнсания 30,08.82(5 Ф) УСТРОЙСТВО ДИЯ УМНОЖЕНИЯ 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.Известно устройство для умножения частотно-импульсной последовательности, содержащее счетчик, генератор импульсов, триггеры, элементы И и ИЛИ (1Недостатки данного устройства - пониженная точность операции умножения и ограниченный диапазон изменения входных частотно импульсных сигналов еНаиболее близким к предлагаемому является устройство для умножения, содержашее блок задания коэффициента умножения, выход которого подключен ко входу первого регистра, разрядные выходы которого подключены к первым входам элементов И первой группы, выходь которых подключены к соответствукзцим входам первого счетчика, вход которого подключен к выходу первого 20 генератора импульсов, а выход подюпо чен ко вторым входам элементов И первой группы, к первым входам первого и второго элементов И, выход второго 2элемента И подключен ко входу второго счетчика, разрядные входы которого подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, первые входы которых подключены к выходу второго счетчика, а вторые входы подключены соответственно к разрядным выходам второго регистра, разрядные входы которого подключены к соответствуканим выходам элементов И третьей группы, первые входы которых подктпочены к соответствукюам разрядным выходам третьего счетчика, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента И, входы которого аодключены ко входам четвертого элемента И и выходам второго генератора импульсов и первого триггера соответственно, вход первого триггера подключен к первому входу элемента ИЛИ, через первый элемент задержки ко вторым входам элементов И третьей группы, через второй элемент задержки ко второму входу третьего счетчика, ко входу второго триггера через третий95504 10 Предлагаемое устройство работает вдвух режимах.В первом режиме работы погрешностьумножения определяется погрешностьюпреобразования периода в код, котораяравна отношению входной умножаемойчастоты к частоте заполнения периодавходной частоты.При этом в указанном режиме ксятич ество импульсов 81, накапливаемоев счетчике 1 в течение периода входнойчастоты, больше минимально допустимого количества импульсов Йт мин,до, которое определяется заданной допустимойпогрешностью умножения,В предлагаемом устроистве частотаимпульсов заполнения периода входнойчастоты выбирается заведомо меньшейвеличины.Во втором режиме работы погрешностьумножения не зависит от погрешностипреобразования периода в код и определяется отношением частоты заполненияпериода входной частоты к частоте пересчета, задаваемой с выхода счетчика 3.При больших значениях коэффициента умножения это отношение является малойвеличиной,3элемент задержки и к выходу пятогоэлемента И, первый вход которого подключен к первому входу устройства ивторому входу второго элемента И, второй вход пятого элемента И подипочен 5ко второму входу устройства и первомувходу шестого элемента И, второй входкоторого подипочен к нулевому выходутретьего триггера, вход которого подключен к выходу седьмого элемента И,1 еовый вход которого подключен к выходу шестого элемента И, а второй входподключен к выходу второго триггера,единичный выход .третьего триггера подключен к третьему входу второго элемента И, выход четвертого элемента И через четвертый элемент задержки подипочен ко входу четвертого триггера, выходкоторого подипочен к первому входувосьмого элемента И и второму входу 20первого элемента И, второй вход восьмого элемента И подипочен к выходу второго генератора импульсов, а выходвосьмого элемента И подключен к единичному входу пятого триггера, выход 25которого подключен к третьему входучетвертого элемента И 2Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон умножения е30Цель изобретения - расширение диапазона умножения.Поставленная цель достигается тем, что в устроиство введены дешифратор, элемент НЕ, дополнительные счетчик,35 триггер, элементы И и элемент ИЛИ, вход которого подипочен к выходу дополнительного счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого дополнительного элемента И, первый вход ко 40 .торого подключен к выходу первого элемента И и первому входу второго дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к нулевому выходу дополнительного триггера, единичный выход45 которого подключен ко второму входу первого дополнительного элемента И, третий вход которого подключен к первому входу третьего дополнительного элемента И, через элемент НЕ к первому входу четвертого дополнительного элемента И, пер 50 вому входу пятого дополнительного элемента И и выходу дешифратора, вход которого подключен к выходу третьего счетчика, второй вход пятого дополнительного элемента И подключен к выходу пятого элемента И, а выход пятого дополнительного элемента И подипочен к нуле-, вому входу пятого триггера, единичный вход которого подключен к единичномувходу дополнительного триггера, нулевойвыход которого подключен ко второмувходу . второго дополнительного элементаИ, выход которого подипочен ко второмувходу элемента ИЛИ, третий вход которою подключен ко второму входу дополнительного счетчика и выходу третьего дополнительного элемента И, второй входкоторого подключен к выходу второгосчетчика, вторым входам элементов Ивторой группы и второму входу четвертогодополнительного элемента И, выход которого подипочен к четвертому входу элемента ИЛИ, выход которого являетсявыходом устройства, выход дополнительного элемента ИЛИ подипочен к третьему входу третьего дополнительного элемента И,На чертеже приведена функциональнаяэлектрическая схема устройства.Устройство содержит счетчики 1 - 4,генераторы 5 и 6 имйульсов, регистры7 и 8, дешифратор 9, блок 10 заданиякоэффициента умножения, триггеры 11 -16, элементы И 17 - 29, группы элементов И 30 - 32, элементы ИЛИ 33и 34, элемент НЕ 35, элементы 3639 задержки, входы 40 и 41 и выход42 устройства.5 й 550В данном режиме работы количествоимпульсов й меньше Йщ и. Первый режим работы определяется отсутствием, а второй режим - наличием сигнала на выходе дешифратора 9.5Устройство для умножения работаетследующим образом,Входные сигналы умножаемой частотъ подаются на вход 40.При подаче сигнала разрешения на вход 1 й41 открывается элемент И 18 и первыйимпульс входной умножаемой последовательности проходит через указанный элмент, переводит триггер 11 в единичноесостояние и через элемент ИЛИ 34 по- фступает на выход устройства. 15 результате открывается элемент И 21 и навход счетчика 1 начинают проходить импульсы заполнения периода с выхода генератора 5 импульсов. 20Заполнение счетчика 1 осуществляется до момента прихода следукицего импульса умножаемой последовательности,который обнуляет счетчик 1. В резульд ате этого за интервал времени между 2 Здвумя входными импульсами в счетчике1 образуется информация; характеризующая код периода умножаемой частоты. Си оступлением следующего (второго послеподачи сигнала разрешения) импульса 30умножаемой частоты информация, накопленная в счетчике 1, передается черезэлементы И группы 30 в регистр 7, гдезапоминается, а счетчик 1 обнуляется.Необходимый временной сдвиг между моментами передачи информации и обнуления счетчика 1 осуществляется за счетэлементов 38 и 39 задержки.Одновременно сигнал с выхода элемента И, 17 лроходит через элемент И 19на вход триггера 13, переводя его в единичное состояние. В результате запирается элемент И 17 открывается элементИ 24 и на вход счетчика 2 начинаютподаваться импульсы пересчета с выходасчетчика 3. В первый период входнойчастоты определяется код периода, ин-формация о котором далее используетсядля получения импульсной последовательносги умножения частоты. Для получещщинформации об умноженной частоте в течение первого периода входной последовательности в первом режиме служитсхема, состоящая из элементов И 20,21, 23 и триггеров 14 и 15. ПослеИподачи сигнала разрешения на вход 41,на выход элемента И 20 проходит сигналс выхода генератора 5 импульсов, Одновременно импульс с выхода генератора 49 65 импульсов подается на вход элемента И 22, С выхода элемента И 20 сигнал через элемент 37 задержки проходит на счетный вход триггера 14, переводя его в единичное состояние. При этом открывается элемент И 23 и на его выход проходят сигналы с выхоаа счетчика 3, Указанные сигналы проходят далее через элементы ИЛИ 34 на выход устройства, образуя первые сигналы умноженной последовательности импульсов.При поступлении следующего сигнала с выхода генератора 5 срабатывают триггеры 14 и 15, в результате чего запираются элементы И 20, 22 и 23, что необходимо для нормального функционирования устройства. Сигналы с выхода счетчика 2 через элемент И 28 и элемент ИЛИ 34 подаются на выход 42 устройства, образуя последовательность импульсов умноженной частоты, и на управляющие входъ элементов И группы 31, В результате этого информация о коде периода умножаемого сигнала, запомненная в регистре 7, передается через элементы И группы 31 в счетчик 2, образуя его исходную уставку. Таким образом, в зависимости от величины кода периода на выходе счетчика 2. при определенном коэффициенте умножения, т.е. при определенной частоте следования импульсов на его выходе, устанавливается вполне ойределенная частота импульсов умноженной частоты. Каждый последующий импульс умножаемой частоты осуществляет, периодически сброс старой информации в регистре 7 и запись информащщ о новом периоде Получение изменяемой в зависимости от величины коэффициента умножения частоты импульсов на входе счетчика 2 осуществляется с цомопцю дискретного управляемого генератора импульсов, в который входят генератор 6 импульсов, счетчик 3 импульсов, элементы И груйпы 32 и регистр 8, С выхода генератора 6 последовательность импульсов по ступает на вход счетчика 3, где и цересчитывается. Причем оэффюшент пересчета ,задается информацией с регистра 8 через элементы И группы 32. В регистр 8 информация. записывается с блока 10 задания коэффициента умножения. Чем. больше величина коэффипиеита умножения, тем меньше коэффициент пересчета (счетчик 3 работает в рехаме сложения) и тем больше частота на аыходе счетчика 3.Сигналы пересчета с выхода счетчика 3 подаются также на управляющие входы элементов И группы 32. В результате информация, запомненная в регистре 8,7 9550 передается в счетчик 3 в виде исходной устввки, и начинается новый цикл пересчета.При увеличении значения частоты входных сигналов на выходе дешифратора 9 появляется высокий уровень напряжения,49 8ляет поднять верхний предеп коэффициента умножения без уменьшения точности. формула изобретенияна суммирукаций вход счетчика 4 начинают проходить импульсы пересчета с выхода счетчика 3. Указанные импульсы суммируются В счетчике 4. Импульсы на вход счетчика поступают до момента поступления следующего сигнала с выхода генератора ь импульсов, который проходит через элемент И 22 на вход триггера 15, переводя его в. единичное со 30 стояние, и далее переводит триггер 14 в нулевое состояние, что приводит к запиранию элементов И 22 и 23. Далее описанный процесс периодически повторя 40 чем определяется второй рвким работы стройстввПри этом открывается элемент И 32, закрывается элемент И 31 и подается высокий уровень напряжения на один из входов элементов И 29 и 30, При этом первый же сигнал с выхода элемента 18 после момента 12 проходит через элемент И 29 и переводит триггер 15 в нулевое состояние. Это приводит к отпиранию элемента И 20. Далее сигнал с выхода генератора импульсов 5 проходит через элемент 20 и переводит триггер 14 в единичное состояние. При этом открываютсм элементы И 22 и 23 и через элемент 23 и далее через элемент И 26 ется с поступлением каждого последующего импульса входной умножаемой частоты. С поступлением первого же им- . пульса на вход счетчика 4 на выходе элемента ИЛИ 33, входы которого свяэаны с разрядными выходами счетчика 4,вырабатывается высокий уровень нвпряжения, в результате чего отпирается элемент И 27 для сигналов с выхода счетчика 2. Указанные сигналы с выхода счетчика 2 проходят на выход элемента И 27 43 и далее на вычитающий вход счетчика 4 и через элемент ИЛИ 34 иа выход устройства, При этом прохождение сигналов на выход устройства осуществляется домомента обнуления счетчика 4. В момент 30 обнуления указанного счет апса на выходе элемента ИЛИ 33 исчезает высокий уровень напряжения и элемент И 27 запирается. Далее описанный процесс периодически повторяется. И Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает существенное распарение диапазона умножения, так как позву 10 1 20 Устрояство дпя умножения содержа шее блок задания коэффициента умножения, выход которого подключен ко входу первого регистра, разрядные выходы которого подключены к первым входам элементов И первой группы, выходы которых подключены к соответствующим входам первого счетчика, вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а выход подключен ко вторым входамэлементов И первой группы, к первым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И подключен ко входу второго счетчика, разрядные входы которого подключежы к выходам соответствукацих элементов И второй группы, первые входы которых подключены к выходу второго счетчика, а вторые входы тюдключены соответственно к разрядным.выходам второго регистра, разрядные входы которого подключены к соответствующим выходам элементов И третьей группы,первые входы которых подключены к соответствуюаим разрядным выходам третьего счетчика, первый вход которого подщпочен к выходу третьего элемента И, входы которого подключены ко входам четвертого элемента И и выходам вто-, рого генератора импульсов и первого триггера соответственно вход первого триггера подключен к первому входу элемента ИЛИ, через первый элемент задержки - ко вторым входам элементов И третьей группы, через второй элемент задержки - ко второму входу третьего счетчика, входу второго триггера через третий элемент задержки и выходу пятого элемента И, первый вход которого подключен к первему входу устройства и второму входу второго элемента, И, второй вход пятого элемента И подключен ко второму входу устройства и первому входу шестого элемента И, второй вход которого подюпочен к нулевому вы ходу третьего триггера, вход которого подипочен к выходу седьмого элемента И, первый вход которого подключен к вы. ходу шестого элемента И, а второй вход подключен к выходу второго триггера, единичный выход третьего триггера подключен к третьему входу второго элемента И, выход четвертого элемента И через четвертый элемент задержки под10 49 9 9550 ключен ко входу четвертого триггера, выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И и второму входу первого элемента И, второй вход восьмого элемента И подключен к выхо- з ду второго генератора импульсов, а выход восьмого элемента И подключен к едпщчному входу пятого триггера, выход которого подключен к третьему входу . четвертого элемента И, о т л и ч а ю - 1 О щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона умножения, в него введены дешифратор, элемент НЕ, дополнительные счетих, триггер, элементы И и элемент ИЛИ,. вход которого подключен к выходу 15 дополнительного счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого допопнительного элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И и первому входу второ. го дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к нулевому выходу допопнительного триггера, единичный выход которого подключен ко второму входу первого дополнительного эле мента И, третий вход которого подключен к первому входу третьего дополнительного элемента И, через элемент НЕ - к первому входу четвертого дополнительного элемента И, первому входу пятого допоп- зр кительного элемента И и выходу дешифратора, вход которого подключен к выходу третьего счетчика, второй вход пятогодополнительного элемента И подключен квыходу пятого элемента И, а выход пятого дополнительного элемента И подключенк нулевому входу пятого триггера, единичный вход которого подипочен к едуяичному входу дополнительного триггера,нулевой выход которого подключен ковторому входу второго дополнительногоэлемента И, выход которого подключенко второму входу элемента ИЛИ, третийвход которого подключен ко второму входу дополнительного счетчика и выходутретьего допопнительного элемента И,второй вход которого подключен к выходу второго счетчика, вторым входам элементов И второй группы и второму входучетвертого дополнительного элемента И,выход которого подключен к четвертомувходу элемента ИЛИ, выход которого яв 1ляется выходом устройства, выход дополнительного элемента ИЛИ подключен ктретьему входу третьего дополнительногоэлемента И Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Ко 247359 ю кп Й 06 Г 7/44 т 1969. 2., Авторское свидетельство СССР Мд 446879, кл. . 06 Г 7/44, 1974