Спосіб паралельного додавання тривалостей групи часоімпульсних сигналів

Спосіб паралельного додавання тривалості групи часоімпульсних сигналів, заснований на формуванні опорного часоімпульсного сигналу, передній і задній фронти якого співпадають відповідно з переднім фронтом першого в часі часоімпульсного сигналу і заднім фронтом останнього з часоімпульсних сигналів групи, визначенні поточної кількості існуючих часоімпульсних сигна 3 сті часових інтервалів групи та виділяють часовий інтервал найменшої тривалості, формують поточну часткову суму тривалостей, яка подальшому позначається як поточна часткова тривалість, що кратна цій найменшій тривалості шляхом множення її на кількість часових інтервалів в групі, формують нову групу часових інтервалів, яка в подальшому позначається як поточна група часових інтервалів, шляхом віднімання цієї найменшої тривалості кожного часового інтервалу попередньої групи, далі вказані дії повторюються для кожної нової поточної групи часових інтервалів, а отримані кратні тривалості послідовно підсумовують на кожному кроці обробки виконують порівняння суми поточних часових сум із порогом обробки і формують поточний підсумковий сигнал, який дорівнює одиниці, якщо сума поточних часових сум тривалостей групи часових інтервалів більше або дорівнює порогу обробки, і дорівнює нулю у протилежному випадку, при цьому вказані дії повторюються до формування підсумкового сигналу, що дорівнює одиниці або, у протилежному випадку до виділення інтервалу найменшої тривалості у обох групах, який дорівнює нулю. Недоліком даного способу є те, що в ньому на кожному кроці оброблення отримані кратні тривалості послідовно підсумовуються, тобто формується сума поточних часткових тривалостей, що в свою чергу, збільшує час оброблення. Найбільш близьким по технічній суті до способу, який пропонується, є пристрій для підсумовування сигналів (а. с. СРСР №444182. кл. G06G 7/14, 1973), що містить нуль-органи, виходи яких підключені до окремих входів відповідних тригерів, а входи - до виходу генератора скануючої величини і до відповідних датчиків сигналів, індикатор нульового рівня, вхід якого підключений до виходу генератора скануючої величини, реєстратор, що відрізняється тим, що, з метою спрощення і підвищення швидкодії, пристрій містить керований ключ, перемикач, схему «АБО», генератор керованих тактових імпульсів і пристрій фіксації кількості нуль-органів, які спрацювали, входи якого підключені до виходів тригерів, а вихід через перемикач пов'язаний з входами генератора скануючої величини і генератора керованих тактових імпульсів, вихід якого пов'язаний з генератором через керований ключ, при цьому виходи тригерів через схему «АБО» підключені до входу керуючого ключа, а вихід індикатора нульового рівня підключений до входу тригерів. Пристрій для підсумовування сигналів відрізняється тим, що, з метою забезпечення можливості отримання нормованої суми сигналів, другий вхід генератора скануючої величини пов'язаний з джерелом нормуючого сигналу. Спосіб реалізується тим, що паралельночасові інтервали, що поступають, задані наявністю часоімпульсних сигналів, логічно об'єднуються згідно із законом «АБО», внаслідок чого формують опорний часоімпульсний сигнал. Одночасно з цим визначають в кожний поточний момент часу кількість присутніх часових інтервалів, зменшених на одиницю, що необхідне для формування інтегрального сигналу, пропорційного по величині сумі 54352 4 тривалості часових інтервалів групи за винятком тривалості об'єднаного часового інтервалу, причому інтегральний сигнал отримують шляхом інтегрування за часом сигналу, пропорційного кількості, зменшеній на одиницю, часових інтервалів, присутніх в кожен поточний момент часу існування опорного часоімпульсного сигналу, у момент закінчення якого до нього починають додавати додатковий часоімпульсний сигнал, який отримують в результаті перетворення інтегрального сигналу в тривалість імпульсу, внаслідок чого отримують часоімпульсний сигнал, тривалість якого дорівнює сумі тривалості часових інтервалів групи. На фіг. 1 зображена схема пристрою, що реалізує запропонований спосіб; на фіг.2 і 3 - часові діаграми, що пояснюють роботу пристрою. Пристрій, що реалізовує запропонований спосіб (фіг. 1), містить входи 11-1n, на які подаються імпульси одиничних сигналів, задаючи тимчасові інтервали, перетворювач 2 кодів, що накопичує суматор 3, віднімаючий лічильник 4, дешифратор 5 нуля, генератор 6 тактових імпульсів, елементи «АБО» 7 і 8, елементи «І» 9 і 10, інвертор 11, лічильник, що підсумовує 12, багаторазовий комбінаційний суматор 13 і вихід 14. Пристрій, реалізує спосіб таким чином, що у початковому стані накопичуючий суматор 3 і лічильник 4 і 12 обнулені. Дешифратор 5 нуля відображає нульовий стан лічильника 4 нульовим сигналом на своєму виході, а в разі нульового стану лічильника 4 на виході дешифратора 5 нуля є одиничний сигнал. У початковому стані на виході дешифратора 5 нуля є нульовий сигнал, який вирішує надходження тактових імпульсів від генератора 6 через елемент «І» 10 на лічильний вхід віднімаючого лічильника 4, на виході комбінаційного суматора - код нуля і на виході елементу «АБО» 8 - нульовий сигнал. Перетворювач кодів влаштований так, що за відсутності або за наявності лише одного одиничного сигналу на входах 11-1n на виходах перетворювача 2 кодів встановлюється код нуля, за наявності двох одиничних сигналів - код одиниці, за наявності трьох одиничних сигналів код двійки і так далі, а за наявності n одиничних сигналів - код числа. Роботу пристрою розглянемо на прикладі складання групи з трьох тимчасових інтервалів з тривалістю відповідно 5 , 7 і 4 , де - період тактових імпульсів. Тимчасове положення підсумовуючих імпульсів показане на фіг.2, звідки видно, що в першому такті на всіх трьох входах одиничні сигнали відсутні, тобто вихідний стан пристрою зберігається. У другому, третьому і четвертому тактах присутній лише один імпульс на другому вході n2, який викликає появу на виході елементу «АБО» 7 одиничного сигналу, відповідного опорному часоімпульсному сигналу, який поступає на вихід 14 пристрою і дозволяє проходження імпульсів від генератора 6 через елемент «І» 9 на вхід підсумовуючого лічильника 12, у якому накопичується код, відповідний тривалості опорного часоімпульсного сигналу. При цьому на виході перетворювача 2 кодів є код нуля, тобто нульовий стан накопичуючого суматора не змінюється. У п'ятому і шостому тактах присутні вже два 5 тимчасові інтервали, тобто на виході перетворювача 2 кодів - код одиниці, який підсумовується в накопичуючий суматор 3, у сьомому і восьмому тактах присутні три тимчасових інтервали і в накопичуючий суматор 3 в кожному з цих двох тактів додається код двійка, в дев'ятому такті додається код одиниці і в десятому такті нічого не додається, оскільки присутній лише один часовий інтервал. Після десятого такту опорний часоімпульсний сигнал закінчується, його величина, рівна 9, записана в лічильнику 12, але одиничний сигнал на вході 14 пристрою не зникає, оскільки віднімаючий лічильник 4 не в нульовому стані в ньому і в накопичуючому суматорі 3 накопичена сума тимчасових інтервалів за винятком опорного тимчасового інтервалу, рівна 7 (заштриховані ділянки на фіг.2), внаслідок чого на виході дешифратора 5 нуля є одиничний сигнал, який поступає на вихід 14 пристрою і разом з одиничним сигналом з виходу інвертора 11 дозволяє надходження імпульсів від генератора 6 на вхід віднімаючого лічильника 4, зменшуючи його стан до нуля за 7 тактів, після чого нульовий сигнал з виходу дешифратора 5 нуля забороняє подальше віднімання з лічильника 4, а на виході 14 одиничний сигнал зникає. На виході комбінаційного суматора вже після закінчення опорного тимчасового інтервалу є код суми тривалості групи тимчасових інтервалів, який отриманий в результаті інтервалу 9 (фіг.2), і накопичуючого суматора 3, рівного сумі тривалості часоімпульсних сигналів групи за винятком тривалості опорного часоімпульсного сигналу 7 , тобто 3 i 1 ni 9 7 16 . На виході 14 пристрою сфор мований сумарний часоімпульсний сигнал тривалістю 16 . Розглянемо приклад додавання тимчасових інтервалів, показаний на фіг.3, де підсумовувані часоімпульсні сигнали не є взаємно перекриваючими, внаслідок чого опорний часоімпульсний сигнал виявляється не суцільним, а складається в даному прикладі з двох частин ’HOI і "HOI . В цьому випадку при зникненні одиничного сигналу на виході елементу «АБО» 7, відповідного опорному сигналу ’HOI, починається віднімання імпульсів з лічильника 4, яке припиняється на час існування ’’HOI, після зникнення якого віднімання триває до обнулення лічильника 4. Можлива і інша реалізація пристрою, заснована на тому, що перетворювач 2 кодів перетворить 54352 6 кількість присутніх у поточний момент часу часоімпульсних сигналів в код, відповідний цій кількості, внаслідок чого в накопичуючому суматорі 3 і в віднімаючому лічильнику 4 накопичується код суми тривалості всіх часоімпульсних сигналів, а в лічильнику 12 - як і раніше код тривалості опорного сигналу. Різниця полягає в тому, що після закінчення опорного часоімпульсного сигналу віднімання з лічильника 4 виробляється не до нуля, а до співпадіння в ньому коду з кодом в лічильнику 12, що дозволяє відмовитися від дешифратора 5 нуля і комбінаційного суматора 13, замінивши їх багаторозрядною схемою співпадіння. На фіг. 1 представлена можлива реалізація пристрою за пропонованим способом, виконаного на цифровій елементній базі, проте реалізація на аналогових елементах може бути простішою. Працездатність пропонованого способу грунтується на виконанні наступної рівності: t n i 1 ni HOI t kt t 1 dt k t dt, t де n - кількість часових інтервалів в групі; i - поточний номер тимчасового інтервалу; HOI - тривалість опорного часового інтервалу; HOI і KOI - відповідно час початку і кінця опорного часового інтервалу; ni - тривалість і-го часового інтервалу; k(t) - функція, значення якої рівні кількості присутніх часових інтервалів в кожен поточний момент часу t. В порівнянні з відомими способами, які лише вимірюють суму тривалості групи часових інтервалів і не пропонують формування вихідного сигналу в вигляді часового інтервалу сумарної тривалості, в пропонованому способі формування часового інтервалу сумарної тривалості починається безпосередньо з моменту надходження самого першого часового інтервалу групи, що говорить про розширення сфери застосування і про більш високу швидкодію. Крім того, в разі виконання інтегрування за часом в аналоговому вигляді може бути підвищення точності із-за виключення методичної помилки, пов'язаної з дискретизацією за часом. Планується реалізовувати даний спосіб в нанотехнологіях. При технічному виготовленні за даним способом потрібно добиватися щільності компонентів. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 54352 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601