CS242353B1 - Zařízení pro čítání impulsů s exponenciálním formátem výstupního slova - Google Patents

Abstract

Zařízení je určeno k registraci vstupní impulsní informace, kompresi této informace a vytvoření výstupního formátu této informace, vhodného pro další zpracování. Získaný formát výstugní informace pomocí tohoto zařízení umožňuje provádět základní matematické operace v mnohých případech bez výpočetní techniky, pouze využitím základních obvodových prvků - hradel, posuvných registrů apod. Podstata spočívá v tom, že v zařízení je vytvořena impulsní zpětná vazba mezi výstupem posledního klopného obvodu druhé skupiny a nastavovacím vstupem klopného obvodu, jehož Číslo od počátku druhé skupiny je M-k+1.

Description

(54)

Zařízení pro čítání impulsů s exponenciálním formátem výstupního slova

Zařízení je určeno k registraci vstupní impulsní informace, kompresi této informace a vytvoření výstupního formátu této informace, vhodného pro další zpracování. Získaný formát výstugní informace pomocí tohoto zařízení umožňuje provádět základní matematické operace v mnohých případech bez výpočetní techniky, pouze využitím základních obvodových prvků - hradel, posuvných registrů apod.

Podstata spočívá v tom, že v zařízení je vytvořena impulsní zpětná vazba mezi výstupem posledního klopného obvodu druhé skupiny a nastavovacím vstupem klopného obvodu, jehož Číslo od počátku druhé skupiny je M-k+1.

242 353 (51) Int. CIA

H 03 K 23/00

- 1 242 353

Předmětem vynálezu je zařízení pro čítání impulsů s exponenciálním formátem výstupního slova, obsahující tři skupiny klopných obvodů a multiplexer, které je určeno k registraci vstupní impulsní informace, kompresi této informace a vytvoření výstupního formátu této informace, vhodného pro další zpracování.

Známá zařízení pro čítání impulsů dosahují komprese výstupní informace při zachování relativní chyby modelováním logaritmické nebo jiné nelineární závislosti. Efektu se dosahuje bučí zpracováním výchozí informace, získané lineárním čítačem,nebo zavedením zpětné vazby, která v závislosti na načítaném počtu impulsů mění koeficient předběžné redukce. V prvním případě je nutno užít bud relativně složité obvodové řešení nebo použít výpočetní techniku, například mikroprocesor, což silně komplikuje přístroj, a tím v mnohých případech vede ke zmenšení spolehlivosti celého systému. Ve druhém případě převod výstupní informace zpět na vstupní intenzitu vyžaduje užití složitých matematických formulí nebo rozsáhlých tabulek, obsahujících veškeré možné hodnoty výstupního slova. Tyto problémy komplikují zpracování informace uvnitř přístroje, které je často nezbytné pro nastavení přístroje do příslušného pracovního režimu nebo rozsahu měření /princip adaptivního řízení/. Je známo zařízení sestávající ze tří skupin klopných obvodů a multiplexeru. Klopné obvody uvnitř každé skupiny jsou zapojeny do lineárního čítacího řetězce. Zdroj impulsů se připojuje ke vstupu první skupiny a výstupy každého k - tého klopného obvodu první skupiny jsou připojeny k pracovním vstupům elektronického přepínače. Výstup multiplexeru je spojen se vstupem druhé skupiny klopných obvodů. Výstupy klopných obvodů této skupiny jsou postupně méně významnými bity výstupní informace a jsou připojeny k výstupní paměti zařízení.

242 353

Výstup posledního klopného obvodu této skupiny je ještě paralelně připojen ke vstupu třetí skupiny klopných obvodů. Výstupy klopných obvodů třetí skupiny jsou postupně více významnými bity výstupní informace a paralelně jsou spojeny s řídícími vstupy raultiplexeru a výstupní pamětí. Takovýmto způsobem zkonstruované zařízení zachovává přímou úměrnost mezi počtem vstupních impulsů a chybou kvantování a umožňuje provést kompresi informace do zadaného počtu výstupních bitů. Při tom je nutno k převodu výstupní informace na počet vstupních impulsů užít složitý matematický výraz typu

N = m . 2¹“¹ + 2^M

N - počet vstupních impulsů

M - počet klopných obvodů druhé skupiny m - číslo na výstupu druhé skupiny n - číslo na výstupu třetí skupiny k - koeficient předredukce.

Vynález řeší vytvoření impulsní zpětné vazby uvnitř druhé skupiny klopných obvodů, která ve vhodný okamžik přivede jednoho z klopných obvodů ze stavu 0 do stavu 1 a jeho podstata spočívá v tom, že v zařízení je vytvořena impulsní zpětná vazba mezi výstupem posledního klopného obvodu druhé skupiny a nastavovacím vstupem klopného obvodu, jeho.ž číslo od počátku druhé skupiny je M-k+1.

Vyšší účinek vynálezu se projevuje zejména tím, že při zachování jednoduchého obvodového řešení je vztah mezi počtem vstupních pulsů N a stavem výstupů značně jednodušší

N - m . 2^to m - číslo na výstupu druhé skupiny klopných obvodů n - číslo na výstupu třetí skupiny klopných obvodů k - konstanta, určená konstruxcí zařízení /počet klopných obvodů mezi dvěma sousedními výstupy první skupiny/.

Získaný formát výstupní informace umožňuje provádět základní matematické operace /sčítání, odečítání, násobení, dělení/ v mnohých případech bez výpočetní techniky, pouze využitím základních

- 3 242 353 obvodových prvků - hradel, posuvných registrů apod. V případě použití výpočetní techniky se počet nezbytných operací rapidně snižuje, což zmenšuje nároky na programování.

Na připojeném výkresu je ukázáno principiální schéma zařízení, sestávajícího z první 1, druhé 2 a třetí 2 skupiny klopných obvodů, multiplexeru 4 a obvodu zpětné vazby Klopné obvody uvnitř skupin 1, 2, 3 jsou spojeny do lineárních čítačích řetězců, první skupina je složena z E podskupin klopných obvodů /Alk, ............ AEk/, každá podskupina je složena z k klopných obvodů. Druhá skupina je složena z M klopných obvodů /Ti·· ... T„/» třetí skupina obsahuje N klopných obvodů. Multiplexer £ zabezpečuje přepnutí vstupu ϋ /kde j_ je určeno stavem adresových vstupů B_o, ........%-l/ ¹¹⁸ výstup X. Obvod impulsní zpětné vazby jj při přechodu výstupu ze stavu 1 do stavu 0 přivádí na nastavovací vstup S klopného obvodu Tjj-k+l impuls, nutný k jeho převedení do stavu 1”.

Výše uvedené části zařízení jsou propojeny následujícím způsobem: Impulsy jsou.přiváděny na vstup prvního klopného obvodu první skupiny 1. Tento vstup a výstupy všech podskupin A)k> ·♦ ... ^AEk J^sou připojeny na pracovní vstupy multiplexeru £ /A_o,

Ai ...... Aj»/, jehož výstup X je připojen na vstup prvního klopného obvodu T^ druhé skupiny 2. Výstup posledního klopného obvodu T-jyj druhé skupiny 2 je spojen se vstupem prvního kopného obvodu Fi třetí skupiny 2· Mezi výstup posledního klopného obvodu Tji druhé skupiny 2 /G_o.......^cM-l/ ^a nastavovací vstup S klopného obvodu T_M_k₊i téže skupiny je zapojen obvod zpětné vazby L.

Výstupy třetí skupiny Dq, D]_ ...... ^DN-1 určují významnější část výstupního slova a jsou paralelně spojeny s adresovými vstupy multiplexeru 4 /Bq, B]_......^BN-l/· Méně významná část výstupního slova je určena slovem výstupů /Cq, C]_.....^kloP” ných obvodů druhé skupiny 2, i=0 významnější část určena

N-1 η = i=0

Di2^J

- 4 Μ 353

Ve výchozím stavu jsou všechny klopné obvody navrhovaného zařízení výnulovány. Impulsy ze vstupu pocházejí přes vstup Aq multi' plexeru 4 na jeho výstup X,a tím na vstup druhé skupiny 2 klopných obvodů. V momentě, kdy bude načítáno N=2^M impulsů, výstup Dq klopného obvodu třetí skupiny 2 přejde do stavu l, multiplexer £ signálem na vstupu Bq přepne vstup Αχ na výstup X a výstup C_M__k klopného obvodu Tjj.k-1 J^e přiveden do stavu 1 pomocí impulsní zpětné vazby 2· Výstupní informace mé potom tvar -m-2^M~^k, n=l a počet výstupních impulsů

N = m + 2^ = 2^M”^k . 2^kel = 2^M.

Potom impulsy přicházejí na vstup Αχ multiplexeru £ s předběžnou redukcí 2^k, přes výstup X multiplexeru £ na vstup druhé skupiny 2 klopných obvodů. V momentě, kdy bude načítáno N = 2^k.2^= 2^k+^ impulsů, výstup Dq klopného obvodu Ρχ přejde do stavu 0, výstup Ώχ klopného obvodu F2 přejde do stavu ”1 pomocí obvodu impulsní zpětné vazby 2 J^e výstup klopného obvodu T^-k+l Převeden do stavu 1. Výstupní informace má v tomto případě tvar m = ₂M-k_? n = 2 a počet vstupních impulsů určíme ze vztahu N = m . 2^k^ = 2^—k . 2^k * = 2^k+M

Dále se práce zařízení opakuje podobným způsobem do zaplnění čítače, ke kterému dojde při počtu vstupních impulsů

N = 2^m . 2^k/^{N 1/} - 1

Pro optimální využití možných stavů výstupního slova je vhodné, aby počty klopných obvodů v první 1 a třetí 2 skupině klopných obvodů splňovaly rovnost E = 2^ - 1.

Zařízení je zvláště vhodné pro využití v kosmických aparátech, kde se zpracování informace provádí velmi často bez použití procesorů, nebol pamělové obvody jsou součástky nejvíce poškozované kosmickým zářením.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   242 353

   Zařízení pro čítání impulsů s exponenciálním formátem výstupního slova, obsahující tři skupiny klopných obvodů, které jsou zapojeny do lineárních čítačích řetězců a multiplexer, přičemž vstup první skupiny klopných obvodů je spojen se zdrojem impulsů, výstupy každého k-tého klopného obvodu první skupiny jsou spojeny s pracovními vstupy multiplexeru, k jehož prvnímu pracovnímu vstupu je připojen zdroj impulsů, výstup multiplexeru je připojen ke vstupu druhé skupiny složené z M klopných obvodů, výstup posledního klopného obvodu je připojen na vstup třetí skupiny obsahující N klopných obvodů, výstupy třetí skupiny klopných obvodů jsou připojeny na řídicí adresové vstupy multiplexeru, vyznačující se tím, že v zařízeni je vytvořena impulsní zpětná vazba /5/ mezi výstupem posledního klopného obvodu druhé skupiny /2/ a nastavovacím vstupem /set/ klopného obvodu, jehož číslo od počátku druhé skupiny je M-k+1.