Множительно-делительное устройство

 

(11) 590760

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 а явлено 24.03.76 (21) 2337923/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 28.03.78 (51) М. Кл G 06G 7/161

Госуаарствеииый ко)иитет

Совета Министров СССР оо оелам изобретений и открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72) Авторы изобретения

Т. Г. Галамай и В. Б. Дудыкевич (71) Заявитель (54) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛ ИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известно множительно-делительное устройство, содержащее реверсивный счетчик, преобразователь кода в напряжение, реверсивный запоминающий регистр, схемы совпадения, дешифратор и ряд других вспомогательных элементов, предназначенное для работы с четырьмя сомножителями (1). К недостаткам этого устройства относится его сложность, ограниченное число сомножителей и невозможность фиксации числового результата умножения и деления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является множительно-делительное устройство (2), содержащее нуль-органы, первые входы которых подключены к выходу генератора пилообразного напряжения, а вторые входы являются входами устройства, блок управления, один выход которого соединен с управляющим входом ключа, реверсивный счетчик, генератор опорной частоты. К недостаткам известного устройства относятся недостаточная точность и низкое быстродействие.

Пель изобретения — повышение точности и быстродействия множительно-делительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство также содержит умножитель частоты, двоичный умножнтсль частоты, управляемый делитель частоты, выход которого

5 через последовательно соединенные умножитель частоты и ключ соединен со входом реверсивного счетчика, а выходы реверсивного счетчика соединены с управляющими входами двоичного умножптеля частоты, вход ко10 торого соединен с выходом генератора опорной частоты, а выходы двоичного умножптеля частоты соединены со входами управляемого делителя частоты, входы блока управления соединены с выходами нуль-органов, а другие

15 выходы блока управления соединены соответственно со входами сложения, вычитания реверсивного счетчика, управляющим входом. умножителя частоты и со входом генератора пилообразного напряжения.

20 Функциональная схема множительно-делительного устройства представлена на чертеже.

Устройство состоит из генератора 1 пилообразного напряжения, нуль-органов 2, блока 3 управления, ключа 4, умножителя 5 ча25 стоты, реверсивного счетчика б, двоичного ум??ожптеля 7 частоты, управляемого делителя

8 частоты и генератора опорной частоты 9.

Предложенное устройство выполняет операции типа

590760

ПХ„ (1)

Пт

N=

Х1-Х,...Х 1 Х„ l 1 2 ° а ссс 1 вессс

m-1 и м(1)

f3=

Ъ

1 (6) тх, (7,}

fo с с1 (с) д

К

Э (2) тх, f3 (сf2

60 т„ т, ) ссс

+ " () л

t т (ссс- 1) 65

Для удобства входные величины в дальнейшем будем обозначать в порядке возрастания их абсолютных величин.

В исходном состоянии ключ 4 закрыт. На входы нуль-органов 2 поданы входные величины Х), Х2,, Х,„, Уь Yg, ..., У . Блок 3 управления задает: коэффициент Ê) умно>кения умножителя 5, время, на которое открывается ключ 4, и управляет шинами реверса реверсивного счетчика б. В реверсивном счетчике 6 в исходном состоянии устанавливается число

Np, счетчик двоичного умножителя 7 находится в нулевом состоянии. Импульсы опорной частоты fp с выхода генератора опорной частоты 9 поступают на вход умножителя 7.

Частота f) на выходе двоичного умножителя

7, управляемого кодом N (t) реверсивного счетчика 6, равна где К вЂ” коэффициент пересчета счетчика двоичного умножителя 7 и делителя 8. Импульсы с частотой f) поступают на вход управляемого делителя 8. Частота f2 следования импульсов на выходе последнего определяется выражением

ЛК

Ф1 (/) () где Ni(t) — значение числа, записанного в счетчике двоичного умножителя 7 к моменту времени t сас(}=fo а ° (4) С учетом уравнений (2) и (4) выражение (3) примет вид

g fo с с (t)

fo c

Импульсы частоты f> поступают на умножитель 5, коэффициент умножения К) которого задается блоком 3. Далее импульсы частоты поступают на вход закрытого ключа 4.

По команде «ПУСК» с блока 3 запускается генератор 1 н пилообразное напряжение с его выхода поступает на входы нуль-органов

2. На выходах нуль-органов 2 формируются импульсы длительностью

Т,, = РХ„Т». Р Х2,... Т„„= — РХ„;

Т„,=РУ„Т,=PY„...Т =PY, которые подаются на входы блока 3 управления.

Рассмотрим работу устройства для случая, когда нужно получить произведение величин

Хь Х, Хз .. Хсс

Через время 1о после запуска генератора 1

5 блок 3 управления устанавливает коэффициент умножения умножителя 5 К,=п, открывает ключ 4 и подает разрешающий потенциал на шину сложения реверсивного счетчика б, на вход которого в течение интервала

10 (со — Т,,) поступают импульсы с частотой следования

При этом число в реверсивном счетчике 6 будет увеличиваться в соответствии с выра>кением и O) = л, -). ) " са"),,сс. аа

В момент времени t=T, блок 3 устанавливает новое значение коэффициента умножения (n — 1), и, следовательно, значение частоты на входе реверсивного счетчика 6 становится равным

1з = (n — 1).М(t) (8)

В момент времени 1=Т,, коэффициент К)

З0 становится равным (n — 2), в момент времени

t=T»,— (и — 3) и т. д.

Тогда в момент окончания интервала Т,. хn в счетчике 6 содержится число и сс) = и, + I " "" .,сс -)t т т х, -хn

+ ) dE+...+ t dt! (9) т», хи1

Решая это уравнение, получим:

N= „ Т,„Т,,...Т„= К„Х, Х,...Х„, /ол где К= (10) о

В случае, когда устройство выполняет операцию деления на произведение величин У), Y>, ... Ym, блок 3 выдает разрешающий потенциал на шину вычитания счетчика 6, и выражение (9) примет вид т„, и д = сс, I " "") . сс-, 4 т„ (и — 1) N(t) t

590760

=К

1»2 Ym (12) гп и гг+1

t, „

Решение этого уравнения дает

»» т т m и(/) =

Ту Ty .T> Pn Y1 У2

В общем случае, когда устройство выполняет операцшо, определяемую выражением (1), блок 3 устанавливает значение коэффициента умножения, определяемое выражением

К, = ln,— т,.l, (13) где и; — количество еще несработавших нульОрГаНОВ На ВХОдаХ Х>... Xm;

m„— количество еще не сработавших нуль-органов по входам Y> ... У.

В зависимости от знака разности (n; — m;) блок 3 подает разрешающий потенциал либо на шину сложения (n,) m;), либо на шину вычитания (n,(m;) реверсивного счетчика 6.

Тогда в общем случае число в счетчике 6 в конце преобразования определяется выражением где Т„и Т,.+1 — два ближайших по длительности временных интервала, в пределах разности которых коэффициент умножения К1 умножителя 5 равен (n; — m;).

Решение интегрального уравнения (14) имеет вид:

К .Ку Х1 Х,...Х„yzX1 Х2...Хп (15)

NoYt » 2.-- Ym Y1 Y2..-» л

В предложенном устройстве преобразование осуществляется за время, в течение которого в прототипе длится только первый этап. Второй и третий этапы прототипа в предложенном устройстве исключены.

Благодаря сокращению количества преобразований и выполнению оставшихся преобразований при помощи дискретных преобразователей существенно повышена точность преобразования. Требуемая точность преобразования достигается соответствующим выбором количества разрядов реверсивного счетчика б, счетчиков двоичного умножителя 7 и управляемого делителя 8.

Таким образом, включение в состав устройства указанных ранее элементов и изменение связей между элементами позволилу ."ущественно повысить точность и быстродействие множительно-делительного устройства.

ЗО

55 бО

Как известно, экономически эффективен такой прибор, для которого будет доказано условие, что Э )О, где Э вЂ” суммарная экономия от внедрения данного прибора в народное хозяйство, т. е. экономия на издержках производства и издержках эксплуатации.

По своему аппаратурному исполнению предложенное устройство не сложнее известного, т. к. аппаратурное выполнение функционального частотного измерительного преобразователя, реверсивного счетчика, блока управления и других вспомогательных устройств не проще аппаратурпого выполнения узлов предложенного устройства. Следовательно, полная себестоимость известного варианта устройства не ниже себестоимости предложенного устройства.

Преобразование в предложенном устройстве осуществляется в 3 раза быстрее по сравнению с известным, т. е. по количеству выполняемых операций за определенный промежуток времени предложенное устройство аналогично трем известным. Существенно повышена также и точность преобразования.

Формула изобретения

Множительно-делительное устройство, содержащее нуль-органы, первые входы которых подключены к выходу генератора пилообразного напряжения, а вторые входы являются входами устройства, блок управления, один выход которого соединен с управляющим входом ключа, реверсивный счетчик, генератор опорной частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения быстродействия, оно содержит умножитель частоты, двоичный умножитель частоты, управляемый делитель частоты, выход которого через последовательно соединенные умножптель частоты и ключ соединены со входом реверсивного счетчика, а выходы реверсивного счетчика соединены с управляющими входами двоичного умножителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а выходы двоичного умножителя частоты соединены со входами управляемого делителя частоты, входы блока управления соединены с выходами нуль-органов, а другие выходы блока управления соединены соответственно со входами сложения, вычитания реверсивного счетчика, управляющим входом умножителя частоты и со входом генератора пилообразного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство ¹ 335564, кл, G 06G, 1969.

2. Лвторское свидетельство № 449445, кл, G 06 G 7/14, 1973.

590760

«rp У; Улг

Составитель Л. Снимщикова

Техред А. Камышникова Корректоры: Л. Денискина и О. Тюрина

Редактор P. Киселева

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 824/2 Изд. Мо 174 Тираж 820

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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