Устройство для параллельного суммирования длительностей импульсов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повьшение точности и быстродействия и расширение области применения за счет определения среднеарифметического значения суммируемых длительностей. Устройство содержит блок 1 коммутации, п триггеров 5 (где п - число информа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 SU (1!) 5д 4 G 06 С 7/14

1 () тС

° 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3929533/24-24 (22) 07.06.85 (46) 23.11.87. Бюл. й"= 43 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.П.Кожемяко, В.Г.Красиленко и О.К.Колесницкий (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й" 1275481, кл. G 06 С 7/14, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N - 444182, кл. С 06 G 7/14, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО

СУММИРОВАНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повьппение точности и быстродействия и расширение области применения за счет определения среднеарифметического значения суммируемых длительностей. Устройство содержит блок 1 коммутации, и триггеров 5 (где n — - число информа1 15421 l

40 ционных входов устройства), шифратор 8, элемент ИЛИ 10, элемент И 11, генератор 13 импульсов и счетчик 14.

Принцип действия устройства основан на том, что в зависимости от количества сигналов, одновременно находя-,. щихся на информационных входах устройства, по каждому тактовому импульсу в регистре (образованном блоком 1 коммутации и и триггерами 5, -5,) проИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения суммы и средней длительности импульсов в и каналах, Цель изобретения — повышение точности и быстродействия и расширение области применения за счет определения среднеарифметического значения суммируемых длительностей, а также расширение динамического диапазона суммируемых сигналов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для параллельного суммирования длительностей импульсов; на фиг.2 — блок коммутации; на фиг.3 и 4 — ключ и триггер, используемые в устройстве.

Устройство (фиг.1) содержит блок

1 коммутации, информационные входы

21-2h устройства, выходы 3,-3п 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„ второй группы блока коммутации, элемент

ИЛИ 10, элемент И 11, синхронизирующие входы 12 триггеров, генератор 13 импульсов, счетчик 14, вход 15 начальной установки устройства, установочный вход 16 счетчика, установочные входы 17 триггеров и ключи 18; (где j — 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 кmo«ax 23, ;, имеющих исходит параллельный сдвиг на coîтветствующее число позиций. В связи с этим фактически происходит накапливание количества сигналов, имеющихся на входах 2 -2 в данный момент вре< и мени. 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 инфармационньж входах

2,-2 „ устройства все ключи 18 блока

1 коммутации замкнуты в нижнее положение (на выходы 21) и на информационном входе 4 любого триггера 5,присутс твуе т потенциал е го выхода 6, а на выходе элемента ИЛИ 10 присутствует низкий уровень сигнала, поэтому поступающие от,генератора 13 импульсы не изменяют состояния триггеров 5,-5 д и счетчика 14. С появлением на каком-либо из входов 2 -2 входи ного импульса ключи соответствующей группы переключаются в верхнее по схеме положение и единичный сигнал с выхода 6, триггера 5, оказывается по-данным на вход 4 триггера 5., выход

6 соединяется с входом 4,, выход 6 с входом 4„ и так далее, а выход 6„ соединяется с входом 4, и по фронту поступившего от генератора 13 импульсов тактового импульса происходит переключение триггера 5 в единицу, а остальньж — в нуль. После (и-1) тактовых импульсов триггер 5„ оказывается в единичном состоянии, а все остальные — в нулевом. Если входной импульс etqe не окончится, единичный

1354213

На фиг.3 изображен один из возмож- 5 ных вариантов реализации ключа с одним информационным входом, двумя выходами и одним управляющим входом (ключ 18 на фиг.1), который представсигнал с выхода 6„ поступает на вход

4„, а также через первый ключ на элемент ИЛИ 10, а с него на вход элемента И 11 и по фронту счетного импульса в счетчик 14 записывается единица, а триггер 5; устанавливается в единичное состояние. Если на входах 2<-2> присутствует одновременно два входных импульса, то ключи двух соответствующих им групп замыкаются в верхнее положение и осуществляется коммутация входа 7;, где i = 1-(n-2) с выходом 3;,, входа 7„, — с выходом

З,,а входа 7> с вьгходом 3, и по каждому счетному импульсу единичный уровень на выходах 6, -6„ триггеров сдвигается на две позиции, при трех входных импульсах — на три позиции и так далее, а в моменты перехода единичного сигнала с выхода триггера с большим номером на вход триггера с меньшим номером ключами 18„, -18,„ и элементом ИЛИ 10 формируется сигнал переноса, который фиксируется счетчиком 14.

Таким образом, в зависимости от количества единичных входных сигналов, находящихся одновременно на входах устройства, по каждому тактовому импульсу в триггерном регистре, работающем по принципу кольцевого счетчика с единично-позиционным кодированием информации, происходит параллельный сдвиг на соответствующее число позиций (разрядов), в связи с чем фактически происходит суммирование (накапливание) количества сигналов, имеющихся на входе в данный момент времени, а с окончанием последнего интервала из суммируемой груп=

40 пы показания счетчика 14 и шифратора

8 являются кодом суммы длительностей поступивших импульсов, причем в счетчике — старшие разряды, а на выходе дешифратора — младшие. Этот же код, но с запятой после младшего разряда счетчика 14 будет кодом среднеарифметического значения (по отношению к числу информационных входов устройства) длительностей импульсов

При 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

S-образной характеристикой, последовательно соединенным с вторым светоизлучателем 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 напряжения 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 10 (фиг.1) представляет собой схему ИЛИ оптическую с электрическим выходом и является совокупностью световодов, выходные торцы которых соединены с

1354213 одним фотоприемником, электрический выход которого является выходом схемы 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 +,, -18„„ „ потому, что в этом случае оптические 15 сигналы с выходов 20 ключей 18,,-18 поступают соответственно лишь на входы

19 ключей 182.2 -18 .пН выход 3 блока 1 и не поступают на входы элемента

ИЛИ 10. Последнее необходимо для того, 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.

Формула изобретения

1. Устройство для параллельного суммирования длительностей импульсов, содержащее генератор импульсов, 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- 40 ройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия и расширения области применения за счет определения среднеарифметического значения суммируемых длительностей, в него введены блок коммутации, и триггеров (где

n — число информационных входов устройства) и шифратор, выходы которого являются выходами младших разрядов 50 результата суммирования устройства, а входы подключены к выходам соответствующих триггеров, причем каждый

i-й (i = 1 n) триггер соединен информационным входом с i-м выходом

55 первой группы выходов блока коммутации, синхронизирующим входом - с выходом генератора импульсов, установочным входом — с входом начальной установки устройства и установочным входом счетчика, а выходом — с i-м информационным входом блока коммутации, управляющие входы которого подключены к соответствующим информационным входам устройства, а выходы второй группы — к входам элемента

ИЛИ.

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 i-й (i = 1,n) группы ключей соединен первым выходом с 1-м выходом второй группы выходов блока коммутации, а информационным входом — с вторым выходом второго и первым выходом (n + 1)-го ключей той же группы ключей, а каждый j-й (j = 2,n + 1) ключ каждой i-й группы ключей подключен первым выходом к второму выходу (j + 1)-ro ключа i-й группы, а вторым выходом — к информационному входу j-ro ключа (i + 1)-й группы, при этом информационный вход

j-го ключа первой группы соединен с (j-1)-м информационным входом блока коммутации, второй выход j-го ключа п-й группы подключен,к (j-1)-му выходу первой группы выходов блока коммутации, а управляющие входы ключей i-й группы соединены с а-м управляющим входом блока коммутации.

3 ° Устройство 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 i-й (i-=1 n) группы соединен выходом с i-м выходом второй группы выхопов блока коммутации, первым информационным входом— с шиной логического нуля, а вторым информационным входом - с вторым информационным входом второго и первым информационным входом (п+1)-ro ключей i — и группы ключей, при этом каждый j é (j = 2,n+1) ключ каждой

i-й группы подключен первым информационным входом к второму информаци-онному входу (j+1)-ro ключа i-й группы, а выходом — к первому информационному входу j-ro ключа (i+1)-й группы ключей, первый информационный вход j-Fo ключа первой группы соединен с (j-1)-м информационным входом блока коммутации, выход j-го ключа и-й группы подключен к (j-1)-му выхо1354213 ду первой группы выходов блока коммутации, а управляющие входы ключей

i-й группы соединен с )-м управляющим входом блока коммутации.

1354213

Составитель С.Казинов

Техред Л.Олийнык Корректор M.Шароши

Редактор H,Tóïèöà

Заказ 5696/45 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4