Устройство для параллельного суммирования длительностей импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 5 И 4 С 06 С 7/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1275481, кл. С 06 С 7/14, 1984.Авторское свидетельство СССРВ 444182, кл. С 06 С 7/14, 1973,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СУММИРОВАНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬС(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цельюизобретения является повьппение точности и быстродействия и расширениеобласти применения за счет определения среднеарифметического значениясуммируемых длительностей. Устройство содержит блок 1 коммутации, итриггеров 5 (где и - число информа1 154213 10 15 20 25 30 35 40 ционных входов устройства), шифратор 8, элемент ИЛИ 10, элемент И 11,генератор 13 импульсов и счетчик 14.Принцип действия устройства основанна том, что в зависимости от количества сигналов, одновременно находя-,.щихся на информационных входах устройства, по каждому тактовому импульсу в регистре (образованном блоком 1коммутации и и триггерами 5, -5,) проИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для измерения суммы и средней длительности импульсовв и каналах,Цель изобретения - повышение точности и быстродействия и расширениеобласти применения за счет определения среднеарифметического значениясуммируемых длительностей, а такжерасширение динамического диапазонасуммируемых сигналов,На фиг.1 изображена блок-схемаустройства для параллельного суммирования длительностей импульсов; нафиг.2 - блок коммутации; на Фиг.3и 4 - ключ и триггер, используемыев устройстве.Устройство (фиг.1) содержит блок1 коммутации, информационные входы2-2 п устройства, выходы 3,-3 ц первой группы блока коммутации, информационные входы 4 триггеров 5-5,вьжоды 6,-6 триггеров, информационные входы 7 -7 блока коммутации,шифратор 8, выходы 9 -9 второйгруппы блока коммутации, элементИЛИ 10, элемент И 11, синхронизирующие входы 12 триггеров, генератор 13импульсов, счетчик 14, вход 15 начальной установки устройства, установочный вход 16 счетчика, установочные входы 17 триггеров и ключи 18;(где ) - номер ключа в группе,номер группы ключей), каждый из которых имеет информационный вход 19,первый 20 и второй 21 выходы, управляющий вход 22,Блок 1 коммутации может быть также выполнен на кночах 23, имеющих исходит параллечьньй сдвиг на соответствующее число позиций. В связи с этим фактически происходит накапливание количества сигналов, имеющихся на входах 2 -2 в данный момент вреьмени, С окончанием последнего интервала из суммируемой группы показания счетчика 14 и шифратора 8 отражают результат суммирования длительностей, 2 з.п. Ф-лы, 4 ил,первый 24 и второй 25 информационные входы, выход 26 и управляющий вход 27 (Фиг.2).Устройство работает следующим образом (фиг.1). В исходном состоянии счетчик 14 обнулен, триггер 5, установлен в единичное состояние, а триггеры 5 5 - в нулевое состояние. Это состояние триггеров 5 представляется шифратором 8 как нуль. При отсутствии сигналов на информационньж входах 2,-2устройства все ключи 18 блока 1 коммутации замкнуты в нижнее положение (на выходы 21) и на информационном входе 4 любого триггера 5,присутствует потенциал его выхода 6,а на выходе элемента ИЛИ 10 присутствует низкий уровень сигнала, поэтому поступающие от,генератора 13 импульсы не изменяют состояния триггеров 5,-5 и и счетчика 14. С появлениемна каком-либо из входов 2 -2 входного импульса ключи соответствующейгруппы переключаются в верхнее посхеме положение и единичный сигнал свыхода 6, триггера 5, оказывается по- .данным на вход 4 триггера 5 выход6 соединяется с входом 4 выход бпс входом 4 и так далее, а выход 6соединяется с входом 4, и по фронтупоступившего от генератора 13 импульсов тактового импульса происходитпереключение триггера 5 в единицу, аостальных - в нуль. После (и) тактовых импульсов триггер 5 оказывается в единичном состоянии, а все остальные - в нулевом, Если входной импульс еще не окончится, единичный25 На фиг.З изображен один из возмож- б ных вариантов реализации ключа с од- . ним информационным входом, двумя выходами и одним управляющим входом . (ключ 18 на фиг.1), который представсигнал с выхода 6 поступает на вход4, а также через первый ключ на элемент ИЛИ 10, а с него на вход элемента И 11 и по фронту счетного импульсав счетчик 14 записывается единица, атриггер 5, устанавливается в единичное состояние. Если на входах 2-2присутствует одновременно два входных импульса, то ключи двух соответствующих им групп замыкаются в верхнее положение и осуществляется коммутация входа 7 где= 1-(и) свыходом 3;, , входа 7, - с выходомЗа входа 7 - с выходом 3 , и покаждому счетному импульсу единичныйуровень на выходах 6, -6 триггеровсдвигается на две позиции, при трехвходных импульсах - на три позиции итак далее, а в моменты перехода единичного сигнала с выхода триггера сбольшим номером на вход триггера сменьшим номером ключами 18, -18,и элементом ИЛИ 10 формируется сигнал переноса, который фиксируетсясчетчиком 14.Таким образом, в зависимости отколичества единичных входных сигналов, находящихся одновременно навходах устройства, по каждому тактовому импульсу в триггерном регистре,работающем по принципу кольцевогосчетчика с единично-позиционным кодированием информации, происходит параллельный сдвиг на соответствующеечисло позиций (разрядов), в связи счем Фактически происходит суммирование (накапливание) количества сигналов, имеющихся на входе в данныймомент времени, а с окончанием последнего интервала из суммируемой груп=40пы показания счетчика 14 и шифратора8 являются кодом суммы длительностейпоступивших импульсов, причем в счетчике - старшие разряды, а на выходедешифратора - младшие. Этот же код,но с запятой после младшего разрядасчетчика 14 будет кодом среднеарифметического значения (по отношению кчислу информационных входов устройства) длительностей импульсов .ббПри использовании блока 1 коммутации (фиг,2) принцип работы устройства не изменяется,ляет собой оптический волноводный переключатель, состоящий из волновода 28, управляющих электродов 29 и 30 и имеющий один оптический вход 31 и два оптических выхода 32 и 33, Электрод 30 соединен с нулевым потенциалом, при низком уровне потенциала на электроде 29 свет оптического входа 31 поступает на выход 32, а при высоком - на выход 33.На фиг.4 представлена одна из возможных реализаций триггера с динамическим управлением и оптическим входом 34 и выходом 35, который содержит первый Фотоприемник 36 с Б-образной характЕристикой, последовательно соединенный с первым светоизлучателем 37, который оптически связан с вторым фотоприемником 38 с Б-образной характеристикой, последовательно соединенным с вторым свето- излучателем 39, соединенным с выходом инвертора 40, вход которого соединен с первым светоизлучателем 37 и является управляющим электрическим входом 41 триггера.Триггер работает следующим образом, Пусть в исходном состоянии светоизлучатель 39 не излучает, на шине 41 - высокий уровень потенциала, при этом на цепи светоизлучатель 37 - Фотоприемник 36 практически нет падения напряжения. Если на вход 34 поступает световой сигнал, он вызывает накопление заряда в фотоприемнике 36, что сникает его сопротивление и при отрицательном скачке нап" ряжения на шине 41 светоизлучатель 37 начинает светиться и воздействует на фотоприемник 38, а по положительному скачку напряжения на шине 41 светоизлучатель 39 начинает излучать, что говорит о записи в триггер единицы, Если теперь на фотоприемник не воздействовать светом и подать на шину 41 импульс нулевого потенциала, то ток через светоизлучатель 37 будет недостаточным для того, чтобы он начал излучатель, сопротивление Фотоприемника 38 оказывается высоким и . светоизлучатель 38 перестает излучать При использовании блока 1 коммутации, работающего с оптическим носителем информации, элемент ИЛИ 1 О (фиг,1) представляет собой схему ИЛИ оптическую с электрическим выходом и является совокупностью световодов, выходные торцы которых соединены содним фотоприемником, электрический выход которого является выходомсхемы ИЛИ. Если ключи 18 (фиг,1) выполнены в виде оптических переключателей (дефлекторов света), то вследствие свойства однонаправленности светового информационного сигнала., проходящего через информационную цепь ключа, 10 ключи 18, -18, можно исключить из схемы, соединив входы элемента ИЛИ 10 непосредственно с выходами 21 соответствующих ключей 18+ -18потому, что в этом случае оптические 15 сигналы с выходов 20 ключей 18-18 поступают соответственно лишь на входы19 ключей 182.2-18.пи выход 3 блока 1 и не поступают на входы элемента ИЛИ 10. Последнее необходимо для то го, чтобы в исходном состоянии единичный сигнал, присутствующий на шине, соединяющей выходы 20 с входами 19 первых ключей всех групп, не поступал на входы элемента ИЛИ 10 и не вызывал ложного сигнала переноса. Для исключения возникновения ложного сигнала переноса в электронных схемах ключи 18 -18 необходимы,30Формула изобретения 1. Устройство для параллельного суммирования длительностей импульсов, содержащее генератор импульсов, З 5 подключенный выходом к первому входу элемента И, соединенного вторым входом с выходом элемента ИЛИ, а выходом - со счетным входом счетчика, выход которого является выходом уст ройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия и расширения области применения за счет определения среднеарифметического значения суммируе мых длительностей, в него введены блок коммутации, и триггеров (где и - число информационных входов устройства) и шифратор, выходы которого являются выходами младших разрядов результата суммирования устройства, а входы подключены к выходам соответ-ствующих триггеров, причем каждый 1-й (1 = 1,п) триггер соединен информационным входом с -м выходом55 первой группы выходов блока коммутации, синхронизирующим входом- с выходом генератора импульсов, установочным входом - с входом начальной установки устройства и установочнымвходом счетчика, а выходом - с 1-минформационным входом блока коммутации, управляющие входы которого подключены к соответствующим информационным входам устройства, а выходывторой группы - к входам элементаИЛИ,2. Устройство по п.1, о т л и ч а/ ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит и групп по (п + 1 ключей, причем первый ключ каждой 1-й ( = 1,п) группы ключей соединен первым выходом с 1-м выходом второй группы выходов блока коммутации, а информационным входом - с вторым выходом второго и первым выходом (и + 1)-го ключей той же группы ключей, а каждый 3-й (3 = 2,п + 1) ключ каждой 1-й группы ключей подключен первым выходом к второму выходу (3 + 1)-го ключа 1-й группы, а вторым выходом - к информационному входу 3-го ключа (1 + 1)-й группы, при этом информационный вход 3-го ключа первой группы соединен с (3-1)-м информационным входом блока коммутации, второй выход 3-го ключа п-й группы подключен,к (3-1)-му выходу первой группы выходов блока коммутации, а управляющие входы ключей 1-й группы соединены с -м управляющим входом блока коммутации. 3Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит п групп по и+1 ключей, причем первый ключ каждой 1-й (1=1,п) группы соединен выходом с 1-м выходом второй группы выходов блока коммутации, первым информационным входом - с шиной логического нуля, а вторым информационным входом - с вторым информационным входом второго и первым информационным входом (и+1)-го ключей 1-й группы ключей, при этом каждый 3-й (3 = 2,п+1) ключ каждой 1-й группы подключен первым информационным входом к второму информационному входу (3+1)-го ключа -й группы, а выходом - к первому информационному входу 3-го ключа (д+1)-й группы ключей, первый информационный вход 3-го ключа первой группы соединен с (3-1)-м информационным входом блока коммутации, выход 3-го ключа и-й группы подключен к (3-1)-му выхо 1354213ду первой группы выходов блока коммутации, а управляющие входы ключей д-й группы соединен с ).-м управляющимвходом блока коммутации,1354213 оставитель С.Казиноехред Л.Олийнык Редактор Н,Тупи Корректо о Заказ 5696/ Тираж 67 НИИПИ Государственн по делам изобрете 35, Москва, Ж, Рисное о комитета ССий и открытий шская наб д,Производственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул. Проектная, 4