Устройство для вычисления элементарных функций

Устройство для вычисления элементарных функций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЧИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащее первый и второй счетчики, первую группу импульсно-потенциальных элементов И, первый элемент ИЛИ и первый импульсный cyivBviaTOp, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И первой группы, импульсные входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов первого счетчика, потенциальные входы элементов И первой группы соединены с выходами соответствующих разрядов второго счетчика, о тличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач путем обеспечения возможности одновременного вычисления функций Ьоа,Ьо Ьо ихеиУ, в него введены вторая и третья группы импульснв-потенциальных элементов И, второй и третий элементы ИЛИ, третий и четв.ертый счетчики, реверсивмый счетчик-, второй импульсный сумматор, первый и второй ключи и двоичный умножитель, причем первый тактовый вход устройствасоединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с вторым тактовым входом устройства, . управляющим входом второго ключа и входом третьего счетчика, разрядные выходы которого соединены с импульсными входами соответствующих элементов И второй группы, потенциальные входы которых соединены с . выходами соответствующих разрядов первого счетчика, вход которого соединен с выходом первого импульсного сумматора и информационным I входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом второго (Л имп льсногЪ сумматора, второй вход которЪго соединен с выходом второго элемента ИЛИ, .входы которого соедине ны с выходами элементов И втррой . группы,- выход первого ключа соединен с входом второго счетчика и вторым входом первого импульсного сьт -iматора , выход второго импульсного сумматора через двоичный умножитель соединен с входом четвертого счетчи;ка ,выходы разрядов которого соединены с импульснь ми входами соответствующих элементов И третьей груп , пы, потенциальные входы и выходы ./ которых соединены соответственно с выходами соответствующих разрядов реверсивного счетчика и входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с входом задания начальных условий устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) G 06 F 7/556

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3422045/18-24 (22) 03. 02.82 (46) 30. 09.83. Бюл. Р 36 (7 2) B. Б. Дудык ев ич и З.N . .Стрилецкий (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 796842, кл. G06 F 7/556, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 572783, кл. G06(- 7/556, 1977 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ЭЛЕМЕНТАРНЕЙ ФУНК(1ИЙ, содержащее первый и второй счетчики, первую группу импульсно-потенциальных элементов И, первый элемент ИЛИ и первый импульсный сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И первой группы, импульсные входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов первого счетчика, потенциальные входы элементов И первой группы соединены с выходами соответствующих разрядов второго счетчика, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач путем обеспечения воэможности одновременного вычисления функций в него введены вторая и третья группы импульсне потенциальных элементов

И, второй и третий элементы ИЛИ, третий и четвертый счетчики, реверсивный счетчик; второй импульсный сумматор, первый и второй ключи и двоичный умножитель, причем первый тактовый вход устройства. соединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соедине с вторым тактовым входом устройства, управляющим входом второго ключа и входом третьего счетчика, разрядные выходы которого соединены с импульсными входами соответствующих элементов И второй группы, потенциальные входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов первого счетчика, вход которого соединен с выходом первого импульсного сумматора и информационным входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом второго импульсного сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соедине ны с выходами элементов И второй группы,. выход первого ключа соединен с входом второго счетчика и вто. рьм входом первого импульсного сумматора, выход второго импульсного сумматора через двоичный умножитель соединен с входом четвертого счетчи;ка,выходы разрядов которого соединены с импульсными входами соответствующих элементов И третьей груп,пы, потенциальные входы и выходы

1 которых соединены соответственно с выходами соответствующих разрядов реверсивного счетчика и входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с входом задания начальных условий устройства.

104522

Изобретение относится к автоматике и вычислительной и измерительной технике и может быть применено в системах программного управлении технологическими процессами, устройствах .цифровой линеаризации первичных измерительных преобразователей, устройствах электронного моделирования, специализированных, вычислительных комплексах и т.д.

Известно .устройство для вычисления показательной функции, содержащее генератор импульсов, блок запуска, делитель аргумента, счетчик аргумента, делитель длины участка аппроксимации, счетчик числа участ- 15 кон аппроксимации, управляемые делители импульсов, дешифраторы, сумматор, двоичный умножитель, счетчик результата и счетчик участка коррекции 1 . 20

Данное устройство сложно и обладает ограниченными функциональными возможностями из-за узкого класса воспроизводимых Функций.

Наиболее близким к предлагаемому 25 устройству по технической сущности является устройство для вычисления логарифмов чисел, представленных число-импульсными кодами, содержащее первый и второй счетчики, элементы И блока, элемент задержки, элемент ИЛИ и блок умножения,.- причем входы первого и второго счетчиков подключены к импульсным и потенциальным входам элементов И блока соответственно, вход элемента ИЛИ подключен к входу блока умножения и перного счетчика, выход элементов

И блока подключен к входу элемента задержки, выход которого подключен к первому входу элемента HJIH второй 40 вход которого подключен к нходу устройства и входу второго счетчика.

Недостатком известного устройства является ограниченный класс решаемых зада, что заключается н ненозмож- 45 ности наспроизнедения функций вида

Пель изобретения †. расширение класса решаемых задач за счет одновреМенного вычисления функций

Ь а-" б у-р,Ъ у,-Р" хРих, Поставленная цель достигается тем, что н устройство для вычисления ,элементарных Функций, содержащее первый и нторой счетчики, первую группу импульсно-потенциальных элементов И, первый элемент ИЛИ и первый элемент ИЛИ и первый импульсный сумматор, первый вход которого сое- 60 динан с выходом первого элемента

ИЛИ, входы которого соединены с ныкодами элементов И первой группы,. импульсные входы в которых соединены с выходами соответствующих раз 65

7 2

I рядов первого счетчика, потенциал ные входы элементов И первой группы соединены с выходами соответствующих разрядов второго" счетчика, дополнительно введены вторая и третья группы импульсно-потенциальных элементов

И, второй и,тРетий; элементы ИЛИ, третий и четвертый счетчики, реверсивцый счетчик, второй импульсный сумматор, первый и второй ключи и двоичный умножитель, причем первый тактовый вход устройства соединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соединен со вторым тактовым входом устройства, управляющим нходом второго ключа и нходом третьего счетчика, разрядные выходы которого соединены с импульсными входами соответствующих элементов И второй группы, потенциальные нходы которых соединены с ныходами соответствующих разрядов первого счетчика, вход которого сое динен с выходом первого импульсного сумматора и информационньм входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом второго импульсного сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента

ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И нтррой группы, выход первого ключа соединен с входом второго счетчика и вторым нходбм первого импульсного сумматора, выход второго импульсного сумматора через двоичный умножитель соединен с входом четвертого счетчика, выходы разрядов которого соединены с импульсными входами соответствующих элементов И третьей группы, потенциальные входы и выходы которых соединены соответственно с выходами соответствующих разрядов реверсивного счетчика и входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с входом задания начальных условий устройства.

На фиг.l представлена блоктсхема устройствау на фиг.2 — импульсный сумматор, вариант выполнения.

Устройство содержит нйоды 1 н 2, ключи 3 и 4, счетчики 5-8, реверсивный счетчик 9, группы импульсно-потенциальных элементов И 10-12, элементы, ИЛИ 13-15, импульсные сумматоры 16 и 17, двоичный умножитель

18 и вход 19.

Импульсный сумматор. содержит (фиг.2) элемент ИЛИ 20, элемент 21 задержки, входы 22 и 23, а также выход 24.

Счетчик 7, группа 10 и элемент

ИЛИ 13 образуют первый двоичный ум йожитель частоты, управляемый счетчиком 5, Счетчик б, группа 11 и элемент 14 образуют второй двоичнйй

1045227 умножитель частоты, управляемый счетчиком 7. Счетчик 8, группа 12 и элемент ИЛИ. 15 образуют третий двоичный умножитель частоты, управляемый счетчиком 9. Разрядные ныходы счетчиков-делителей двоичных умножителей соединены с импульсными входами двухнходовых элементов И соответствующих групп с потенциальными входами элементов И соединены разрядные выходы управляющих счетчиков, причем, если вход элемента И группы соединен с младшим разрядом счетчика-делителя, то второй вход соединен со старшим разрядом управлякщего счетчика, и наоборот. Первйй: 15 двоичный умножитель управляется кодом, снимаемьм с инверсных разрядных выходов счетчика 5, остальные двоичные умножители управляются кодами, снимаемыми с прямых разрядных 7О выходов управляющих счетчиков. В ,исходном состоянии счетчик 5 находится в единичном состоянии, а счетчики 6-8 — н нуленом. ! 2S

Рассмотрим работу устройства а в режиме воспроизведения функции (РХ

В этом случае через ключи 3 и 4 проходит имп ульс на я последов а т ельность, поступающая на вход 2 устройстна. В счетчике 9, работающем

s режиме сложения, устанавливают начальное число Ъ . На вход 2 поступает импульсная последовательность Х .

Приращения ДХ этой последовательности поступают на вход счетчика 5 и формируют н нем текущее значение управляющего кода первого двоично 1го умножителя. Приращения ц Х поступают также на первый вход сужлатора 4О

16. Приращения dZ, поступающие с выхода сумматора 16 на вход счет.— чика 7, вызывают появление на выходе первого двоичного умножителя приращений ДУ, поступающих на второй вход 45 сумматора 16. Результат суммирования

dr= dt+83 (1)

Значение ЙУ, учитывая, что первоначально все разряды счетчика 5, управляющего первым двоичным умно- 5О жителем, находились в единичном состоянии и что этот умнажитель управ- ляется кодовой комбинацией„ снимаемой с инверсных разрядных выходов счетчика 5, определяется (2) М где М вЂ” коэффициент пересчета счетчиков- 5 и 7; (щ- () — емкость счетчика 5; д () значение числа, формируемо- ОО

ro входной импульсной после.— довательностью в счетчике 5. (rn-1-(Х-9)- числовое .значение када, управляющего первым двоичным умнажителем. 65

Подставив (2) н (1) и разделив (переменные „. получают (3) и Х

Интегрируя (3)

=ф dx

1-, =-f—

0 (4) (5) получают (7) (10) В,) кх

Х

J — -= = J(.MXdq+ rdхx;! (12) Км — = — х Х- — Х+ — x

К К й о к1 че к Ъ = 1 „р

f3 = Ь (Kln)x

Х (13) Откуда (14) Обозначив К(м=, получают

Р В.Х Х (1 5) Если счетчик 9 работает н вычитания -Рх

=8оХ режиме (! 6) 7 "- у Е.М Х

Формируемое н счетчике 7 значение

Z является числоным значением управляющего кода второго двоичного умножителя . Приращения дХ, поступающие на вход счетчика 6, вызывают появление приращений ДЧ на выходе нторого двоичного умножителя

dv= (6)

vn

С учетом (5) дУ =Еихйс

Приращения Ь поступают на первый вход сумматора 17, на второй нход которого через ключ 4 поступают приращения 0Х входной импульсной последовательности. В результате на выходе сумматора получают 8g = ЙМ+<)Х (8)

С учетом (7) (9)

= ) ) 1 Х d Х > <Ь

На вход третьего двоичного умножителя (на вход счетчика 8) поступа. ют приращения К cj j (где К вЂ” коэфФициент передачи двоичного умножителя 18) . Эти приращения вызывают появление приращений dP на выходе третьего дноичнага умножителя, которые поступают на вход .счетчика 9, Формируя в нем текущее значение управляющего кода этого умножителя

Р(ИНХ цХ MX ) и = ! где (— числовое значение управляющего кода третьего двоичного умножителя.

Переменные в уравнении (10) де- лят и интегрируют полученное выражение с учетом того, что в счетчике 9 первоначально было записано ,число

1045227 (17) Z = И РЬ0

<рце2

BHHHIIH Заказ ?555j51 Тираж 906 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Рассмотрим режим воспроизведения функции B „а- "

Вычисление этой функции производится в два этапа. На первом этапе через ключ

3 проходит импульсная последователь ность, поступающая на вход 1 устройства. Импульсы этой последовательности поступают на вход счетчика 5 и формируют в нем значение числа G

На входе 2 импульсная последовательность отсутствует. Ключ 4 запрещает прохождение импульсной последователь« ности с выхода блока 16. По окончании формирования в счетчике 5 числа о в счетчике 7 первого двоичного умножителя сформируется число 15

На втором этапе через ключ 4, проходит импульсная последовательность М, поступающая на вход 2 уст- 20 ройства. На входе 1 импульсная последовательность отсутствует. Ключ 3 запрещает прохождение через него импульсной последовательности с входа

2 устройства. Далее работа устройст- 25 ва не отличается от рассмотренной в режиме вычисления функции ЬоХ РХ

Окончательное выражение для результата преобразования, который формируется в счетчике 9 30 =ярд х {18)

1 де + — при работе счетчика 9 в режиме сложения; ! †— в режиме вычитания.

При воспроизведении функции Х 8, через ключ 3 проходит импульсная последовательность Х, подаваемая на вход 1 устройства, а через ключ 4 проходит импульсная -последовательность с выхода сумматора 16.

В случае воспроизведения функции

Во ключ 3 блокирует прохождение

+рх импульсов по обоим входам, на входе

1 импульсная последов а тель ность отсутствует. Через ключ 4 проходит . входная импульсная последовательность Х, подаваемая на вход 2.

В рассмотренном режиме воспроизведения устройством функции В Х "Р" в о счетчике 7 формируется функция лЬХ, а в счетчике 8 - функция Х ИХ . Функ-, ция rn Ь Х формируется в счетчике 7 также и при воспроизведении функции В„Х, Прецлагаемое устройство производит шесть функций

Х+ х, Х P, S P P vnP yl

Причем, некоторые функции, например В, Х-р, mEnX и, ХВОЯХ, воспроизводятся одновременно, что весьма ценно при построении линеаризаторов с корректирующими каналами, цифровых моделирующих устройств, специализированных вычислителей. Таким образом, значительно расширился класс воспроизводимых функций .по сравнению с прототипом.