Dispositif multiplicateur pour calculateurs électroniques La présente invention concerne un dispo- ;itif multiplicateur pour des machines à cal culer électroniques et elle se rapporte notam ment à des machines à calculer dans lesquelles les calculs sont effectués en utilisant le système de numération binaire.
Dans de telles machines à calculer chaque nombre est représenté par un groupe d'impul sions. qui représente le nombre dans le système de numération binaire, lesdites impulsions étant appliquées aux dispositifs calculateurs les unes à la suite des autres.
On connaît différents types de dispositifs multiplicateurs fonctionnant dans le système de numération binaire. La plupart de ces dispo sitifs sont basés sur le principe de l'addition répétée. De tels dispositifs contiennent généra lement un grand nombre d'éléments actifs tels que des tubes à vide et ils sont en général coû teux et encombrants.
Un des buts de la présente invention est de revoir un circuit multiplicateur simple et ne comportant qu'un petit nombre d'éléments ac tifs tels que les tubes à vide.
Le dispositif selon l'invention est' caracté risé en ce qu'il comprend une ligne à retard, des moyens aux extrémités de ladite ligne pour appliquer des successions d'impulsions repré sentant l'équivalent binaire de deux nombres à multiplier ayant des positions d'impulsions espacées régulièrement, une pluralité de prises sur ladite ligne à retard, le retard entre les pri ses de chaque paire de prises étant égal à la moitié du temps entre deux positions d'impul sions adjacentes, et des moyens portes-électro- niques connectés à chaque prise pour fournir un débit seulement lorsque deux impulsions ap paraissent simultanément à ladite prise.
Une forme d'exécution de l'objet de la pré sente invention sera exposée. à titre d'exemple, dans la description suivante faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels La fier. 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d'une partie d'un cir cuit multiplicateur. La fier. 2 représente une variante simplifiée du circuit de la fier. 1.
Les fia. 3 et 4 sont des tableaux utilisés pour l'explication du fonctionnement des cir cuits représentés aux fier. 1 et 2.
La fier. 5 montre schématiquement un exem ple de réalisation du dispositif totalisateur.
Le circuit multiplicateur électronique repré senté à la fier. 1 est prévu pour multiplier deux nombres binaires comprenant quatre chiffres binaires significatifs. Il est évident que dans la plupart des problèmes qui sont résolus par des calculateurs électroniques on utilise des nom- bres comportant un nombre beaucoup plus grand de chiffres binaires significatifs, trente par exemple. Les modifications du circuit re présenté à la fi-. 1, de manière à pouvoir utili ser un plus grand nombre de chiffres significa tifs apparaîtront clairement à l'homme du mé tier. On supposera également que chaque im pulsion caractérisant un chiffre binaire est sé parée de la suivante par 10 microsecondes. On supposera par exemple qu'on multiplie un nombre X = 9 par un nombre Y = 12.
Les nombres<I>X</I> et<I>Y</I> sont donc représentés dans le système de numération binaire respective ment par 1001 et 1100, le symbole 1 indiquant la présence d'une impulsion et le symbole 0 in diquant l'absence d'une impulsion. Les impul sions caractérisant le nombre X sont appliquées par la borne 1 sous la forme d'impulsions po sitives à la Grille de la triode<I>XI</I> fonctionnant en amplificateur à charge cathodique. Les im pulsions positives obtenues aux bornes de la résistance de cathode 2 sont appliquées à la borne d'entrée 3 d'une liane à retard représen tée schématiquement en 4.
De même les impul sions positives caractérisant le chiffre Y sont appliquées par la borne 5 à la grille de la triode<I>YI</I> et les impulsions obtenues aux bor nes de la résistance de cathode 6 sont appli quées à l'autre extrémité 8 de la liane à re tard 4. La liane à retard 4 possède 6 sections, introduit un retard total de 30 microsecondes et elle possède des prises intermédiaires 9, 10, 11, 12 et 13, de cinq en cinq microsecondes. Les prises 3, 9, 10, 11, 12, 13 et 8 de la liane à retard 4 sont reliées respectivement par les diodes 21 à 27 aux prises correspondantes 14, 15. 16, 17, 18, 19 et 20 d'une seconde liane à retard 28.
La ligne à retard 28 possède éga lement 6 sections et introduit un retard total de 3 microsecondes et les prises prévues le long de cette liane à retard sont séparées par une demi-microseconde. L'extrémité 14 de la ligne à retard 28 est connectée à la prise 29 d'un potentiomètre 30 de manière à polariser les diodes connectées entre les deux lianes à re tard. Le potentiel du point 14 doit être tel que les redresseurs 21 - 27 ne deviennent conduc teurs que lorsque deux impulsions se présentent en coïncidence à l'un des points 3 - 8. On ex pliquera tout d'abord le fonctionnement du cir cuit en supposant que toutes les cathodes des diodes 21 - 27 sont connectées au point 14, comme il est représenté à la fia. 2 où les élé ments identiques à ceux de la fia. 1 sont affec tés des mêmes références.
On se reportera au tableau de la fia. 3 dans lequel les lignes ver ticales représentent les différentes prises de la liane à retard 4 et ont été indiquées par les mê mes références numériques qu'aux fig. 1 et 2. On a représenté dans chacune des cases A - G la position des différentes impulsions à des instants successifs de cinq microsecondes en cinq microsecondes à partir de l'instant auquel est appliquée la première impulsion, les sym boles représentés à la partie supérieure de cha que case se rapportant au nombre X et ceux représentés à la partie inférieure se rapportant au nombre Y.
On suppose également que l'im pulsion représentant le chiffre ayant la plus petite valeur (le plus à droite dans la manière habituelle d'écrire les nombres) est appliquée la première au dispositif. En se reportant à la fia. 3, on voit que l'ensemble des symboles représentant le nombre X se déplace de la gauche vers la droite, l'ensemble des symboles représentant le nombre Y se déplaçant dans le sens inverse. A partir des explications qui ont été données on comprend facilement le mode d'établissement du diagramme de la fig. 3. Les instants indiqués à droite du diagramme sont comptés à partir du moment où est appliquée la première impulsion aux extrémités de la li ane à retard 4.
On voit qu'une coïncidence se produit à la prise 13 à l'instant 25, à la prise 8 à l'instant 30, à la prise 10 à l'instant 40, et à la prise 11 à l'instant 45. Le produit résul tant est obtenu en détectant la suite des im pulsions ou l'absence d'impulsions à la borne de sortie 31 (fia. 2) à partir de l'instant où les premiers chiffres de deux nombres venant des côtés opposés coïncident à l'une des prises.
Il est facile de voir que les impulsions de sortie obtenues successivement en 31 (fig. 2) à travers les diodes à la suite de coïncidences représen tent le nombre binaire 1101100 qui représente le nombre 108 dans le système décimal, le chiffre binaire ayant la plus petite valeur étant obtenu lorsque les deux premières impulsions appliquées atteignent la prise 11, c'est-à-dire 15 microsecondes après l'application des deux premières impulsions dans l'exemple considéré.
On a considéré, en relation avec la fi g. 2 clui montre un cas particulier de réalisation, un exemple de fonctionnement dans lequel il ne se produit pas de coïncidence simultanément à plusieurs prises de la ligne à retard 4.
On a représenté à la fig. 4, qui doit être considérée en relation avec la fig. 1, le cas de la multiplication du chiffre 11<B>(10</B> 1 1 dans le système de numération binaire) par le chif fre 10 (1 0 1 0 dans le système de numération binaire) au cours de laquelle il se produit, com me on peut le voir à la fig. 4, deux coïnciden ces à la 35e microseconde, respectivement aux prises 9 et 13 de la ligne à retard 4. Il est fa cile de voir que les deux impulsions caractéri sant les deux coïncidences se produisent simul tanément respectivement aux prises 9 et 13 à à l'instant t = 35 us arrivent à la borne de sortie 31 respectivement aux instants t=37,5 us <I>et t = 35,5</I> us.
Les instants auxquels les impul sions caractéristiques des coïncidences arrivent à la borne 31 sont indiqués au tableau I.
EMI0003.0006
<I>TABLEAU'I</I>
<tb> Instant <SEP> auquel <SEP> Prise <SEP> de <SEP> la <SEP> ligne <SEP> Instant <SEP> d'arrivée
<tb> se <SEP> produit <SEP> à <SEP> retard <SEP> 4 <SEP> de <SEP> l'impulsion
<tb> la <SEP> coïncidence <SEP> où <SEP> se <SEP> produit <SEP> correspondante
<tb> la <SEP> coïncidence <SEP> à <SEP> la <SEP> borne <SEP> 31
<tb> 15 <SEP> as <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 20 <SEP> us <SEP> 12 <SEP> - <SEP> 21 <SEP> as
<tb> 25 <SEP> us <SEP> 11 <SEP> 26,5 <SEP> us
<tb> 30 <SEP> us <SEP> 8 <SEP> 30 <SEP> us
<tb> 35 <SEP> us <SEP> 9 <SEP> 37,5 <SEP> us
<tb> 35 <SEP> us <SEP> 13 <SEP> 35,5 <SEP> us
<tb> 45 <SEP> us <SEP> 11 <SEP> 46,
5 <SEP> as On se reportera maintenant à la fig. 5 re présentant le circuit de sortie de l'arrangement multiplicateur, objet de l'invention. On a mon tré trois circuits basculeurs 40, 50, 60 qui peu vent être des circuits classiques utilisant une paire de tubes à vide ou une paire de tubes à gaz interconnectés de manière à avoir deux états stables. Pour simplifier la figure, on n'a représenté à l'intérieur d'un carré que les ano des des tubes et les résistances associées 41, 42/51, 52/61, 62. Les impulsions de com mande, obtenues à la borne de sortie 31 de la ligne à retard 28 (fig. 1), sont appliquées à l'entrée du circuit basculeur 40 par l'intermé diaire du condensateur 32.
L'anode du tube gauche des deux premiers circuits basculeurs est connectée à l'entrée du circuit basculeur suivant par un condensateur 43, 53. Une sour ce de haute tension 33 est connectée aux extré- mités des résistances d'anode des circuits bas- culeurs. Un générateur 34 fournit des impul sions aux instants 4,5 us -i-- n - 5 as, l'origine des temps étant la même qu'au tableau de la fig. 4. Lorsque le circuit est au repos, les tu bes de gauche sont bloqués et les tubes de droite sont conducteurs.
Si on suppose que le circuit basculeur 40 est au repos, le potentiel de l'anode associée à la résistance 42 est né gatif par rapport à la source de haute tension 33 de sorte que, lorsqu'une impulsion négative est appliquée par le condensateur 35 à partir du générateur d'impulsion 34, elle n'a aucun effet, d'une part sur la borne de sortie 36 par suite du sens dans lequel est connecté le re dresseur 37 et, d'autre part, sur l'anode asso ciée à la résistance 42. D'autre part, la résis tance 38 est prévue de manière que la èons- tante de temps de charge du condensateur 35 soit très grande de sorte qu'il n'apparaît prati quement pas de crête positive et aucun signal n'apparaît à la borne de sortie 36.
Si le cir cuit basculeur est dans la position dans laquelle le tube 42 est bloqué, le redresseur 44 devient conducteur quand une impulsion négative est appliquée à partir du générateur 34 et pourvu que la résistance 42 ait une valeur beaucoup plus faible que la résistance 38, le condensa teur 35 se charge d'une manière appréciable pendant la durée de l'impulsion négative. L'im pulsion négative appliquée à l'anode associée à la résistance 42 provoque le retour du circuit basculeur en position de repos. D'autre part, à la fin de l'impulsion négative du générateur 34, une impulsion positive apparaît au point 39 et le redresseur 37 devient conducteur. Le courant qui circule dans la résistance 45 fait apparaître une impulsion positive au point 46 et cette impulsion est appliquée par le conden sateur 47 à la borne de sortie 36.
Lorsque le circuit basculeur 40 revient à la position de repos, l'anode du tube de gau che devient positive et applique une impul sion positive au circuit basculeur 50 par l'inter médiaire du condensateur 43. Cependant le circuit basculeur 50 ne fonctionne pas parce qu'une impulsion négative provenant du gé nérateur 34 est simultanément appliquée au circuit basculeur 50 par l'intermédiaire du con densateur 75 et du redresseur 54. Cette impul sion négative annule l'effet de l'impulsion pro venant du circuit basculeur 40.
Les éléments 54, 55, 57, 58, 75 associés au circuit basculeur 50 et les éléments 64, 65, 67, 68, 85 associés au circuit basculeur 60 jouent respectivement le même rôle que les éléments 44, 45, 37, 38 et 35 associés au circuit bascu- leur 40. Les impulsions de sortie du circuit bas- culeur 50 sont appliquées à la borne d'entrée du circuit basculeur 40 à travers une ligne à retard 59 qui introduit un retard de 4,5 microsecondes tandis que les impulsions obtenues à la sortie du circuit basculeur 60 sont appliquées à la borne d'entrée du circuit basculeur 40 à travers une ligne à retard qui introduit un retard de 9,5 microsecondes.
On considérera maintenant le fonctionne ment du circuit de la fig. 5 quand on applique à la borne d'entrée 31 les impulsions obtenues à la borne 31 du circuit de la fia. 1 dans le cas exposé en relation avec la fi-. 4. La pre mière impulsion de sortie de la ligne à retard 28 est appliquée 21 microsecondes après le dé but de l'opération ; elle provoque le passage du circuit basculeur 40 à son deuxième état stable dans lequel l'anode associée à la résis tance 42 est au potentiel positif de la source de haute tension.
La cinquième impulsion de sortie du générateur 34 est appliquée 24,5 microsecondes (4,5 microsecondes -i- 5 micro secondes X 4) après l'instant 0 de sorte que le circuit basculeur 40 est ramené en position de repos et une impulsion apparaît à la borne de sortie 36, ainsi qu'il a déjà été expliqué. Au cun effet n'est produit sur le circuit basculeur 50. La deuxième impulsion de sortie de la li gne à retard 28 (fig. 1) apparaît 26,5 micro secondes après l'instant 0, provoquant le bas- culement du circuit 40 qui est ramené au re pos par l'impulsion suivante du générateur 34 qui apparaît 29,5 microsecondes après l'instant 0. Une impulsion de sortie apparaît donc à la borne 36.
Le circuit basculeur 50 n'est toujours pas influencé. L'impulsion appliquée à la borne 31, 30 microsecondes après l'instant 0, provo que également l'apparition d'une impulsion de sortie à la borne 36, 34,5 microsecondes après l'instant 0 sans effet sur le circuit 50. Entre l'impulsion de sortie du générateur 34 qui ap paraît à 34,5 microsecondes et l'impulsion sui vante, deux impulsions sont appliquées à la borne d'entrée 31 de sorte que le circuit bas- culeur 40 fonctionne deux fois et revient à sa position de repos. Par suite du condensateur 43, il applique lors du deuxième basculement, une impulsion de commande positive au circuit basculeur 50 qui passe à sa deuxième position stable car, cette fois, il n'y a pas d'impulsion simultanée en provenance du générateur 34.
L'impulsion du générateur 36 qui apparaît à 39,5 microsecondes est donc sans effet sur le circuit basculeur 40 mais elle provoque le re tour en position de repos du circuit basculeur 50, appliquant ainsi, par l'intermédiaire du re- dresseur 57, une impulsion à l'entrée de la ligne à retard 59. Cette impulsion subit un retard de 4,5 microsecondes avant d'être appliquée par le condensateur 70 à l'entrée du circuit bas- culeur 40 qui- passe donc à sa deuxième posi tion 44 microsecondes après l'instant 0. Il en résulte que l'impulsion suivante du générateur 34,à 44,5 microsecondes, provoque l'appari tion d'une impulsion de sortie à la borne 36.
On a donc bien effectué une retenue, les deux impulsions appliquées à la borne d'entrée don nant 0 (absence d'impulsion à la borne de sortie) avec report de 1 sur le chiffre binaire suivant. On comprend également que l'impul sion appliquée à la borne 31. 46,5 microsecon des après l'instant 0, provoque l'apparition d'une impulsion de sortie à la borne 36, 49,5 microsecondes après l'instant 0.
Dans l'exemple choisi on n'a considéré que le cas d'un report sur le chiffre suivant, deux impulsions d'entrée étant appliquées à la borne 31 entre deux impulsions du générateur 34. II est facile de comprendre qu'un nombre plus grand d'impulsions peut être appliqué à la borne d'entrée entre deux impulsions succes sives du générateur 34. Si, par exemple, quatre impulsions sont appliquées à la borne 31 en tre deux impulsions successives du générateur 34. le circuit basculeur 40 fonctionne quatre fois et revient à sa position de repos, le cir cuit basculeur 50 fonctionne deux fois et re vient à sa position de repos et le circuit bascu- leur 60 passe à sa seconde position stable.
Quand l'impulsion de sortie suivante du géné rateur 34 est appliquée au circuit, elle est sans effet sur les circuits basculeurs 40 et 50 mais elle provoque le retour en position de repos du circuit basculeur 60 et l'application d'une impulsion à l'entrée de la ligne à retard 69. Cette impulsion subit un retard de 9,5 microsecondes puis est appliquée par le condensateur 70 à l'entrée du circuit basculeur 40 de sorte que le report est effectué sur le deuxième chiffre binaire après le chiffre considéré.
On comprendra que bien qu'on n'ait re présenté que deux circuits de report 50, 60, on pourrait en prévoir un plus grand nombre sui- vant le nombre de chiffres binaires des nom bres à multiplier.