Способ выполнения логических и кор-ректирующих операций шишкова

Союз Соаетскнк

Соцнаннстнческнк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

4 л .» (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030179 (21) 2716267/18-21 (51)M. Kll. с присоединением заявки H9— (23) Приоритет—

G F 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 3005.81.бюллетень No 20 (53) УДК 681. 325.

65(088.8) Дата опубликования описания 3005.81 (72) Автор. изобретения

"у <>3 .

В.A.Øèøêoâ

1» >!

Иосковский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ

И КОРРЕКТИРУЮЩИХ ОПЕРАЦИЙ ШИШКОВА

Изобретение относится к автомати.ке и вычислительной технике и .предназначено для выполнения логических операций над кодами со значениями "0" и

"1", каждое из которых выражено несколькими значениями фаэ периодических напряжений, операндов и результатов.

Известен способ выполнения логических операций беэ использования уси- 0 ления колебаний напряжений и резонансных цепей, в соответствии с кото>дым выполнено логическое устройство (11. .Однако при этом способе испольэова« на обработка постоянных и коммутируе-. 15 мых по уровню напряжений, которая является более инерционной, чем обработки в диапазоне высоких частот.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является способ, в соответствии с которым выполнено устройство (21. При этом способе, токи создаваемые двумя напряжениями, противофазными отклонениями значений которых от одного уровня выражены значения кодов, пропускают через нелинейные связи источников напряжений со входом линии задержки и памяти, причем части изменений напря>кений этих источников . 30 стабилизируют. токи через их связи с линией задержки.

Однако этот способ не допускает использования высокочастотных напряжений, вследствие чего имеет недостаточно высокое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия выполнения логических операций.

Поставленная цель достигается тем, что в способе выполнения логических и корректирующих операций над двухкомпонент ными периодическими напряжениями, значениями фаз и соотношениями амплитуд компонентов которых неоднозначно выражены значения кодов

"0" и "1" операндов и результатов в вычислительной среде, образованной связанными между собой с выходными нагрузками и с источниками входных и компенсационных напряжений линиями временных задержек, стабилизируют амплитуды и фазы токов источников входных напряжений, затем в синфазные и противофазные компоненты напряжений одновременно вводят зависящие от вида и амплитуды компонента временные сдвиги передачей входных напряжений, от их источников к нагрузкам ,через соответствующие нелинейно, 834694 комплексно и распределенно связанные между собой линии задержки, после чего стабилизируют амплитуды и фазы напряжений на выходах этих линий.

Причем стабилизируют амплитуду и фазу первой части входного тока линии задер>хек, пропущенной через обе

5 линии по всем связям между ними, од; новременно стабилизируют амплитуды и фазы вторых частей каждого входного гока, пропущенных через связи входов этих линий с источниками компенсационных напряжений, взаимно компенсируя при этом в каждом входном токе его первую и вторую части, а также ограничивают разность напряжений на выходах линий; стабилизируя тем самым 15 амплитуды и фазы входных токов и выходных напряжений.

При изменении амплитуд синфазных и противофазных компонентов входных напряжений и токов линий задержек, 2О приводящем к изменению. скоростей распространения противофазных компонентов и изменению максимальных значений амнлитуд сумм синфазных и противофазных компонентов, на участках линий задержек с нелинейными параметрами одновременно изменяют, временные сдвиги всех компонентов, стабилизируя тем самым амплитуды и фазы входных токов и выходных напряжений.

На чертеже приведена блок-схема устройства реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит источники 1 и 2 напряжения, фазами которых выра>кены исходные коды, и источники 3 и 4 компенсационных напряжений с-постоянными фазами. Выходы источников 1 и 2 соединены соответственно со входами линий 5 и б задержек. Между входами этих линий, а также между каждым их 40 входом и выходом источников 3 и 4 включены элементы 7-9, нелинейные с комплексными сопротивлениями. Между выходами линий 5 и 6 включены элементы 10 нелинейные с реактивными со- 4 противлениями, а между последними выходами линий 5 и б — элемент 11 нагрузочный нелинейный с активным сопротивлением. Между последними выходами линий 5 и б и выходами источников 12 и 13 напряжений цепей нагрузок включены элементы 14 и 15 нагрузочные нелинейные с комплексными сопротивлениями.

Нелинейные элементы с реактивными и комплексными сопротивлениями выполнены на варикапах, нелинейных дросселях, полупроводниковых )1иодах и стабилитрона, а также на последовательных соединениях этих элементов.

Для выполнения операции стабилизации 60 амплитуды и фазы тока, протекающего через нелинейный с комплексным сопротивлением элемент, при увеличении амплитуды и изменении фазы приложенного к этому элементу напряжения 65 модуль сопротивления этого элемента увеличивают и изменяют соотношение между активной и реактивной составляющими сопротивления этого элемента.

Пример 1. Значения фаз с „ (1 = 1,2) источника 1 и P> (J = 1,2) источника 2 выражены значения двух исходных кодов "О" и "1". Для этих значений фаз, образующих четыре соня - (с ьМ,(d<,Ì(kgД) И,Pg), выполнены соотношения р<«< «р„, < ГИ, ((. -,) < ((„- >„) < («- p ) И1- и)

Напряжения источников 1 и 2 являются суммами своих взаимно синфазных и противофазных компонентов. Каждым из этих компонентов в линиях 5 и 6 возбуждены соответствующие компоненты волн напряжений. Волновые сопротивления каждой линии и скорости распространения по ним синфазных компонентов больше, чем противофаз ных. Вследствие этого входные сопротивления линий комплексны, а амплитуды напряжений на промежуточных выходах линий различны.

При изменении сочетаний значений фаз с увеличением разности этих фаз. увеличиваются амплитуды противофазных компонентов напряжений на входах линий 5 и 6 и на взаимно соответствующих, в том числе и промежуточных выходах этих линий, а также увеличиваются максимальные и уменьшаются минимальные значения амплитуд напряжений на этих выходах линий и токов, протекающих по линиям. При этом изменяются средние за период (Т) колебаний напряжений и токов индуктивные, емкостные и активные .составляющие сопротивлений нелинейных элементов

7-11,14 и 15 и элементов линий задержек, и, как следствие этого, изменяются скорости распространения компонентов волн.

BpeMeHa à и дк (K = 1, 2, 3, 4) задержек соответственно синфазных и противофазных компонентов напряжений для четырех сочетаний фаз источников 1 и 2 определяются из условий : = > Т > С Р Т; (Ъ )>зТ; 4 р4Т

Ц =С Т; С =с,т; В =(Фз+ Т);

Е4=(+4 )Т> где Р4- -Р41 q<-:q4 ц ые чи а.

При первых двух задержках компонентов фаза напряжения на выходе линии 5 равна фазе напряжения источника 1, на выходе линии б — фазе напряжения источника 2, а при двух последних — наоборот, вследстн е чего образуется четыре значения фаз напряжений на выходе каждой линии.

Частью значений этих фаз выражены

834694 первые, а остальными — вторые з начения двух результирующих кодов. При минимальных амплитудах противофаз ных компонентов напряжений фаза первой части входного тока, протекающей через элемент 7, равна фазе второй части входного тока, проте5 кающей через остальные элементы связи между линиями. При увеличении амплитуд противофазных компонентов напряжений амплитуда второй части входного тока стабилизируется увеличением модулей сопротивлений элементов 10 и 11, а фаза изменяется соответственно изменениям фаз напряжений источников 1 и 2. Значения амплитуды и фазы первой части входного тока при этом 15 определяются из условия дополнения второй части входного тока до взаимного тока с постоянными амплитудой и фаз ой.

Значения постоянных амплитуд и фаз 2О напряжений источников 3 и 4, а также величин активных и реактивных составляющих элементов 8 и 9 при разных значениях фаз напряжений источников

1 и 2 определяются из условия стабили- 5 зации амплитуд и фаз компенсационных частей входных токов, протекающих через элементы 8 и 9.

Части входных токов каждой линии, образованные суммой взаимного и соответствукщего компенсационного тока, равны нулю, вследствие чего амплитуды и фазовые сдвиги -токов источников 1 и 2 относительно их напряжений постоянны. Согласование изменяющихся волновых сопротивлений линий задержек с их нагрузками для всех компонентов

-волн напряжений обеспечивается увеличением сопротивления элемента 11 при увеличении модулей сопротивлений элементов 10. Соответствующим увели- 40 чением индуктивностей и емкостей линий и реактивных сопротивлений элементов связи между ними при изменении амплитуд компонентов волн напряжений и токов уменьшаются скорости рас- 45 пространения этих компонентов по линиям при сохранении величин волновых сопротивлений. линий для всех компонентов волн. Этим упрощается стабилизация параметров входных токов линий и согласование этих линий с нагрузками.

Пример 2. Частью значений фазы(Ц„(m = 1,2) источника 1 выражено одно, а остальными значениями .«>(„

55 (п = 1,2) — другое значение кода "О" и "1". Фаза Pi напряжения источника 2 постоянна, Для этих значений фаз выполнено соотношение:

Значения времен задержки, соответствукщие значениям фазы источника 1,> 65 для раз ных компонентов напряжений определяются из условий: где „, и Ь,„- времена задержек синфазных компонентов волн при фазах источника 1, выражакщих значения исходного кода "0" и "1"

О >» и + »> времена задержек противофазных компонентов волн при тех же значениях кода. (-й» 4n4à> 4ï целые числа ч> — дополнительно вводимый фазовый сдвиг, обеспечивающий корректирующее увеличение амплитуды напря>кения на выходе одной и уменьшение амплитуды на выходе другой линии.

Источник 4 и элемент 9 в этом примере не используются.Остальные параметры источников, линий и нелинейных элементов определяются аналогично примеру 1. В этом,, примере число зна,чений фаз на выходе линий 5 меньше, чем их число на выходе источника 1, а на выходе линии б получено напряжение с двумя значениями фаз, выражающими значения "0" и "1" результирующего кода. Пример 3. Значениями А =О и

Аф фазы напряжения источника 1 вырам ены значения кода "0" и "1", фаза напряжения источника 2 постоянна и равна нулюф= dg. В этом примере при совпадении значений фаз напряжений источников 1 и 2.эти напряжения образованы одними синфазными, а при несовпадении — одними противофазнымн компонентами напряжений. Времена задержек синфазных компонентов . и противофазных 9 определяются из условия коррекции значений фаз напряжения источника 1 без изменения его амплитудь> С 9»%

Т Т 21Е ц2 1 где р- заданная разность значений фаз напряжений на выходе линии 5, выражакщих значения кода" 0" и "1";

Я" — разность значений фаз напряжений на выходе линии 6,, выражаищих значения того же кода.

В этом примере источник 4, элементы 7. и 9 не используются, элементом

8 является резистор, линии задержек выполнены из линейных индуктивных .и емкостных элементов, нелинейные элементы 10 выполнены на варикапах, элемент 11 - на стабилитроне. Фаза напряжения источника 3 равна Я

При изменении фазы напряжения источника 1, вызывающем увеличение тока через связи между линиями, ток

834694 через элемент 8 уменьшается, чем стабилизируется амплитуда входного тока линии 5.

Основными операциями, выполняемыми по предлагаемому способу, являются: операции логического и арифметического умножений и сложений кодов двух цифр с неоднозначным выражением значений результирующих кодов "0" и

"1" значениями фаз выходных напряжений (пример 1). Корректирующие операции (пример 2) - уменьшение числа значений фаз напряжений, выражающих одно и то же значение кода: изменение разности значений фаз напряжений а также изменение амплитуд этих напряжений; получение двух выходных напряжений, своими фазами выражающими исходный код, выраженный фазой одного из входных напряжений (второе входное напряжение является опорным с постоянными амплитудой и фа- 20 зой), а также корректирующая операция измерения разности значений .

:фаз напряжения, выражающих значения кода "0" и "1" без изменения амплитуды этого напряжения (пример 3). д

По примеру 3. выполнено устройство с использованием двух линий задержек типа ЛЗТ-4, 0-1200, имеющих время задержки 4 мкс, полосу пропускания

1 мГц и 20 отводов промежуточных 30 задержек. Между этими отводами включены варикапы типа Л-901-Д, а между выходами — стабилитрон типа 20133А. На входы этих линий подавались на,пряжения с частотой несущей 800 кГц,. З поочереднд с одинаковыми и обратными фазами. Выходы этих линий через согласующие сопротивления соединены с источниками постоянных напряжений, создающих смещения на варикапах. При изменении разности фаз напряжений на 40 входах изменяются времена задержек этих напряжений, Быстродействие этого устройства ограничивается полосами пропускания линий задержки. Более высокое быстродействие может быть по- qg лучено при использовании напряжений по нелинейно связанным линиям передач, особенно при разработке соотве" ствующих двухканальных кабелей и волноводов, 50

Формула изобретения

1 ° Способ выполнения логических и корректирующих операций над двух компонентными периодическими напряжениями, значениями фаз и соотношекиями амплитуд компонентов которых ,неоднозначно выражены значения кодов

"0 " и " 1" операндов и рез ульт ат ов в вычислит ел ьной среде, образованной связанными между собой с выходными нагрузками и с источниками входных и компенсационных напряжений линиями временных задержек, о т л и— чающий с ятем, что, сцельюповышения быстродействия, стабилизируют амплитуды и фазы токов источников входных напряжений, затем. в синфаэные и противофаэные компоненты напряжений одновременно вводят зависящие от вида и амплитуды компонента временные сдви ги передачей входных напряжений от их источников к нагрузкам через соответствующие нелинейно, комплексно и распределенно связанные между собой линии задержки, после чего стабилизируют амплитуды и фазы напряжений на выходах этих линий.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю-. шийся тем, что стабилизируют амплитуду и фазу первой части входного тока линии задержек, пропущенной через обе линии по всем связям между ними, одновременно стабилизируют амплитуды и фазы вторых частей каждого входного тока, пропущенных через связи входов этих линий с источниками компенсационных напряжений, взаимно компенсируя при этом в каждом входном токе его первую и вторую части, а также ограничивают разность напряжений на выходах линий, стабилизируя тем самым амплитуды и фазы входных токов и выходных напряжений.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- . шийся тем, что при изменении амплитуд синфазных и противофазных компонентов входных напряжений и токов линий задержек, приводящем к изменению скоростей распространения противофазных компонентов, и изменению максимальных значений амплитуд сумм синфазных и противофазных компонентов, на участках линий задержек с нелинейными параметрами одновременно изменяют временные сдвиги всех компонентов, стабилизируя тем самым амплйтуды и фазы входных токов и выходных напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР

Р 470804, кл. G 06 F 7/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 585500,кл. G 06 G 7/12, 1976 (прототип).

834694

Составитель A.ßíoâ

Редактор A.Лежнина Техред M. Коштура Корректор В.Синицкая

Заказ 4100/75 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4