Устройство для получения квадратичной зависимости

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 911521 Союз Советски кСфцнапистичесиикРесяубянк(23) Приоритет . Ьеудервтаавай емвтвт СССР ее. двам взабрвтвккв и вткрытвйОпубликовано 07.03,82Бюллетень МЬ 9 Дата опубликования описания 07.03.82(72) Авторы изобретения А.М, Севернев, М.П. Ревотюк, С.И, Мыши С.Н. Мясников инский радиотехнический институ) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КВАДРАТИЧНОЙ ЗАВИСИМОСТИ2ная квадрату входной величины, что неудобно, поскольку впоследствии приходится каким-то образом компенсировать или избавляться от коэффициента пропорциональности для получения квадрата входной величины.Наиболее близким по своей технической сущности и принципу действия к предлагаемому является устройство, содержащее два счетчика, две линии задержки, генератор импульсов, триггер, блок элементов И 121.Существенным недостатком этого устройства является то, чстродействие зависит от значения входной величины то его быгк = (2 х стота следованияпульсов генератора;ие Ц д ого устройствропорциональИзобретение относится к вычисли-тельной и измерительной технике и может быть использовано, в частнос-ти в аналого-цифровых преобразователях время-импульсного типа, где кроме преобразования аналог-код необходимо одновременно получить квадрат входной величины, а также в цифровыхприборах для определения сред-, неквадратичного значения случайной величины.Известно устройство для получейия квадратичной зависимости, содержащее два счетчика, равноименные разряды которыхсоединены с входами элементов запрета, выходами подключенные к элементу ИЛИ, причем старший разряд первого счетчика подключен к младшему разряду другого счетчика и второй выход младшего разряда подключен непосредственно к входу элемента ИЛИ 01.Однако на выходе эт а образуется величина, и 1 о - максимальное значен входной величины х;21 4ционный вход 10 устройства, управляющий вход 11 устройства, входы 12 и13 логической единицы и логическогонуля соответственно.Счетчик состоит из пТ"триггеров,причем выход триггера 1 го разрядазаведен на счетный вход триггера последующего разряда и на первый вход(1+1)-го разряда сумматора 2 (11,п)счетный вход триггера младшего раз"ряда счетчика 1 соединен с входом10, а вход Й установки нуля каждоготриггера соединен с входом начальной установки 9. Счетчик 1 предназначен для преобразования последовательности импульсов входной величиныв параллельный код.Сумматор 2 состоит из (п+1)-одноразрядных полных комбинационных сумматоров, причем выход, переноса каждого разряда сумматора 2 соединен стретьим входом последующего разряда,а выход переноса старшего разрядасоединен с первым входом элемента И 3, вторые входы каждого разряда сумматора 2 соединены с выходамисоответствующих разрядов регистра 8,первый и третий входы младшего разряда сумматора 2 соединены соответственно с входами логической едини,цы 12 и логического нуля 13. Сумматор 2 предназначен для суммированиясодержимого счетчика 1 и содержимогорегистра 8..Элемент И 3, второй вход которогосоединен с входом управления 11, авыход подключен к входу счетчика 4,предназначен. для Формирования импульсов переноса, возникающих припереполнении сумматора 2,Счетчик 4 состоит из (и)Т-триггеров, причем выход каждого тригге"ра заведен на счетный вход последующего, а вход Й установки нуля каж-,дого триггера соединен с входом начальной установки 9. Счетчик 4 предназначен для Формирования старшихразрядов результата У в случае переполнения сумматора 2.Группа элементов И 5 состоит из(и+1)-элемента И, первый выход каждого из которых соединен с выходомсоответствующего разряда сумматора2, вторые входы соединены с входомуправления 11, а выходы соединеныс входами Я установки единицы соответствующих разрядов регистра 6.Группа элементов И 5 предназначена длязаписи содержимого сумматора 2 в Иа Фиг.изображена Функциональная схема устройства для получения квадратичной зависимости;на Фиг. 2- временная диаграмма управляющих импульсов.Устройство дпя получения квадратичной зависимости содержит и-разрядный счетчик 1, (и+)-разрядный сумматор 2, элемент И 3, (и)-разрядныйсчетчик 4, группы элементов 5 и 6 И, второй и первый регистры 7 и 8, установочный вход 9 устройства, инФорма 3 9115Е, - частота следования им.пульсов входной величины х еЦель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для получения квадратичной зависимости, содержащее первый и-разрядный и второй (и 1)- разрядный счетчики, входы установки 10 нуля которых подключены к установоч" Рному входу устройства, элемент И, выход которого соединен со счетным еходом второго счетчика, вход первого счетчика соединен с входом уст" э ройства, группы.элементов И, введены (и+1)-разрядный сумматор, первый и второй (и+1)-разрядные регистры,причем выходы первого счетчика соединены со сдвигом на один разряд впра- о во с первой группой входов сумматора, первый вход первого разряда которого соединен с входом логической единицы устройства, вторая группавходов сумматора подключена к разряд з нцм выходам первого регистра, первый вход которого, а также первый вход второго регистра соединенц с установочным входом устройства, разряднце выходы сумматора и второго регистра соединены с первыми входами элементов И соответственно первой и второй групп, вторые входы которых подключены соответственно к управляющему и инФормационному входам уст 3 ройства, а выходы элементов И первой и второй групп соединены со вторыми входами соответственно второго и первого регистров, третин вход первого разряда сумматора соединен сЩ входом логического нуля устройства, выход переноса старшего разряда сумматора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого под" ключен к управляющему входу устройства.15 911регистр 7 при подаче импульса управления х.Регистр 7 состоит иэ (и+1)ЙЯ-триггеров, входы В, устаовки нулякоторых соединены с входом начальной юустановки 9, а выходы соединены спервыми входами соответствующих элементов И группы 7. Регистр 7 предназначен для записи результата очередного суммирования, а после окон фчания процесса квадратироеания регистр 7 содержит (и+1) младаих разрядов результата У,Группа элементов И 6 состоит иэ(й+1) элементов И, второй вход каждой иэ которых соединен с входом 10,а выходы соединены с входами Я установки единицы соответствующих разрядов регистра 8,Группа элементов И 6 предназна фчена для передачи содержимого регистра .7 в регистр 8 при подаче входного импульса х,Регистр 8 состоит иэ (и+1)ВЯ-триггеров, входы Й установки нуля 2 Зкоторых соединены с входом начальнойустановки 9. Регистр 8 предназначен для хранения промежуточного результата сложения.Устройство дяя получения квадра- Зфтичной зависимости работает следую"щим образом.В исходном состоянии счетчики 1 ирегистры, 7 и 8 находятся в нулевом состоянии. Частота следования 1, Эзимпульсов управления ко по входууправления 11 равна Е, причем онисдвинуты по Фазе ф влево относительно входных импульсов Ж наполтакта (Фиг.2). Под тактом работы 4 фустройства принимается период Тд следования импульсов Ж. Таким образом,такт включает е себя один импульспоследовательности , и один импульс последовательности и101 жмака,1 Е=ХТ - - Т, где Ы - количество импульсов входной величины Те - период следования импульсов входной величины Техническое преимущество пред" лагаемого устройства для полученияК началу первого такта на выходах сумматора имеется комбинация 00001. При прохождении импульса управления Ж по входу управления 11 содержимое сумматора переписывается в регистр 7, на выходах которого образуется результат У 00001. Счетчик 4 необходим в случае переполнения сумматора 2 и его выходыИ образуют старшие разряды,результата.У. При прохождении входного импульса а, по входу 10, содержимое регистра 7 переписывается в регистр 521 68: 00001, содержимое счетчика 1увеличится на единицу и станет00001, а на выходах сумматора образуется код О 0100. Таким образом, при т 1 У = 1,При прохождении импульса управления 4 во втором такте содержимое сумматора переписывается в. регистр.7: 0;0100. При прохождениивходного импульса ж содержимое регистра 8 станет равным 00100,содержимое счетчика 1 увеличится наединицу 00010, а на выходах сумматора 2 образуется код 01001.Таким образом, при Х щ 2 У 4 иТ.ДПринцип действия устройства основан на последовательном преобразовании каждого К-го импульса из входной последовательности М-импульсоевеличины а е код 2 К + 1 (К = О,Х) и последовательном суммировании.Между тем известно, что сумма членовариметической прогрессии с общимчленом 2 К + 1 при К=О, ЯравнаИ, т.е.7. Рк ) - 1 ЧУ.О Предлагаемое устройство для получения квадратичной зависимости не обладает методической и систематической погрешностью в получении квадрата числа.Обьем аппаратурных затрат определяется максимальным значением входной величины ж Число разрядов п счетчика 1 выбирается следующим образом: где смак %мас, округленное до ближайаей большей степени числа 2.Число разрядов сумматора 2, регистров 7 и 8 выбирается на единицу большим, чем и, а число разрядов счетчика 4 - на единицу меньаим.Время вычисления устройства определяется,величиной791квадратичной зависимости по сравнению с прототипом состоит в возможности повыаения на несколько порядков частоты входного сигнала при сохранении работоспособности устройства.Формула изобретения ,Устройство для получения квадра тичной зависимости, содержащее первый и"разрядный и второй (и)"разрядный счетчики, входы установки нуля которых подключены к установочному входу- устройства, элемент И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, вход первого счетчика соединен с входом устройства, группы элементов И, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повывения быстродействия, в него введены (0+1)"разрядный сумматор, первый и второй (и+1)-разряд" ные регистры, причем выходы первого счетчика соединены со сдвигом на один разряд вправо с первой группой входов сумматора, первый вход первого разряда которого соединен с вхо дом логической единицы устройства,1521 8вторая группа входов сумматора подключена к разрядным выходам первогорегистра, первый вход которого,атакже первый вход второго регистра,соединены с установочным входом уст"ройства, разрядные выходы сумматораи второго регистра соединены с первыми входами элементов И соответственно первой и второй групп,вторые6 входы которых подключены соответ"ственно к,управляющему и информационному входам устройства, а выходыэлементов И первой и второй группсоединены со вторыми входами соотз ветственно второго и первого регистров, третий .вход первого разрядасумматора соединен с входом логического нуля устройства, выход переносастаршего разряда сумматора соединенс первым входом элемента И, второйвход которого подключен к управляющему входу устройства,Источники инФормациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 587472, кл. 6 06 С 7/20, 1978,2. Авторское свидетельство СССРМ 1135 б 3, кл. 6 Об Р 7/38, 1957911521 Составитель Н. ШелобановаТехред А.Бабинец Корректор Ю. Макарен едактор Е. Лушни 1129/40 а филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 73 ВНИИПИ Государств по делам изобр 035, Москва, Жного к ений и Раушск Подписноемитета СССРоткрытийя наб., д. 4/