Число-импульсное устройство для извлечения квадратного корня

Число-импульсное устройство для извлечения квадратного корня

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержар1ее число-импульсный умножитель и управляющий счетчик, вход которого соединен с сигнальным входом число-импульсного умножителя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона значений входного сигнала, в него введены блок суммирования-вычитания, первый и второй элементы И, двоичный делитель , элемент ИЛИ, счетчик переполнения , триггер Управления, первая и вторая группы элементов И, причем прямой выход триггера управления подключен к первым входам элементов И второй группы, к первому входу первого элемента И и к входу задания режима суМ шрования блока сумми1ювания-вычитания , инверсный выход триггера управления подключен к первьм входам элементов И первой группы, к первому входу второго элемента Ник входу задания режима вычитания блока суммирования-вычитания , выход переполнения управлякяце го счетчика подключен к входу установки триггера управления и к входу счетчика переполнения, выход блока суммирования-вычитания подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к входу двоичного делителя, выход второго элемента И подключен к первому входу элемента. ИЛИ, выход двоичного делителя подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к входу управляющего счетчика, выход число-импульсного умножителя подключен к первому информационному входу блока суммирования-вычитания, выходы pa3pHja;oB счетчика переполнения подг ключены к соответствующим разрядам входа управления двоичного делителя, .инверсные выходы разрядов управляющего счетчика подключены к вторым входам элементов И первой группы, прямые выходы разрядов улравляпщего счетчика подключены к вторым входам элементов И второй группы, выходы соответствукнцих элементов Я первой и второй групп соединены между соОой и подключены к разрядам управляющего входа число-импульсного умножителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

119) (I1) SU (504 G 06 Р 7 552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1И HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21). 3710239/24-24 (22) 09. 12. 83 (46) 30.07.85. Бюл. N 28 (72) Т.Г.Галамай, В.В.Древняк, В.Б.Дудыкевич и Л.В.Мороз (7!) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 645155, кл. (j 06 F 7/552; 1976, Данчеев В.П. Цифро-частотные вычислительные устройства, Москва, Энергия,. 1976, с. 62-63 (прототип). (54).(57) ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее число-импульсный умножи-. тель и управляющий счетчик, вход которого соединен с сигнальным входом число.-импульсного умножителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расщирения диапазона значений входного сигнала, в него введены блок суммирования-вычитания, первый н второй элементы И, двоичный делитель, элемент ИЛИ, счетчик переполнения, триггер управления, первая и вторая группы элементов И, причем прямой выход триггера управления подключен к первым входам элементов

И .второй группы, к первому входу первого элемента И и к входу задания режима суммирования блока суммирования-вычитания, инверсный выход триггера управления подключен к первым входам элементов И первой группы, к первому входу второго элемента И и к входу задания режима вычитанчя блока суммирования-вычитания, выход переполнения управ" ляющего счетчика подключен к входу установки триггера управления и к входу счетчика переполнения, выход блока суммирования-вычитания подклю- . чен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к входу двоичного делителя, выход второго элемента И подключен к первому входу элемента

ИЛИ, выход двоичного делителя подключен к второму входу элемента

ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к входу управлякщего счетчика, выход число-импульсного умножителя подключен к первому информационному входу блока суммирования-вычитания, выходы разрядов счетчика переполнения под» ключены к соответствующим разрядам входа управления двоичного делителя,,инверсные выходы разрядов управляющего счетчика подключены к вторым входам элементов И первой группы, пря«. мые выходы разрядов управляющего счетчика подключены к вторым входам элементов И второй группы, выходи соответствующих элементов И первой и второй групп соединены между собой и подключены к разрядам управляющего входа число-импульсного умножителя.

1 1170452 2

Изобретение относится к автомати- число-импульсного умножителя 7 опике и вычислительной технике и может сывается выражением быть использовано для генерирования во времени функции. . dn = У ау (3)

N

Э

Целью изобретения является расшиФ рение диапазона значений входного где N — коэффициент пересчета упITI сигнала.

I равляющего счетчика 10

Э

На чертеже приведена структурная у — число, записанное в счетсхема число-импульсного устройства чике 10. для извлечения квадратного корня. 10 С учетом (3) выражение (2) примет

Устройство состоит из блока сумми- вид рования-вычитания 1, первого элемен- та И 2, второго элемента И 3, дво- (4) ичного делителя 4, счетчика переполнения 5, элемента ИЛИ 6, число-им- !5 Учитывая, что в данном случае у пульсного умножителя 7, первой груп- = у, выражение (4) можно записать: пы элементов И 8, второй группы элементов И 9, управляющего счетчика (5)

10, триггера 11 управления, .входа

12 устройства.!

dy = 4х i — dy. у

И,„

4у = dx + — dy и -у

Щ или

ydy = N ° dx

Ю (6) Интегрируя выражение (6) и подставив пределы изменения переменных, получим ф у / ./ = М х! (7) или у =k x (8) dm dx + dn, где

k = "/2И (9) (2) (10) dm = dx — dn

dy = dx + dn.

Так как элемент И 3 находится в запертом состоянии, а элемент И 2 открыт, сигнальные импульсы будут поступать на двоичный делитель 4, работа которого описывается. выражением

Учитывая, что в начальном положении на управляющие разряды число-импульс-55 ного "умножителя 7 со счетчика 10 через группу элементов И 8 поступает код дополнения (N у ), работа

Устройство работает в два этапа, которые задаются триггером 11 управления. В начальном положении, что соответствует первому этапу работы

25 устройства, на прямом выходе триггера 1.1 управления установлено значение логического "0", а на инверсномлогической " 1". При этом блок суммирования-вычитания 1 работает в режиме суммирования, который описывается выражением где dm — приращение импульсов на выходе блока суммирования- 35 вычитания 1, dx — приращение импульсов на входе 12 устройства, dn — приращение импульсов на выходе число-импульсного 40 умножителя 7.

Так как на прямом выходе триггера 11 управления установлено значение логического "0" и элемент И 2 закрыт, приращение импульсов dm на выходе блока суммирования-вычитания 1 равно приращению импульсов dy на входе число-импульсного умножителя 7 и управляющего счетчика 10. В соответствии.с этим, выражение (1) можно записать:

При достижении переменной х значения И /2, переменная у, записанная

6) в счетчике 10, достигнет значения

N . Произойдет переполнение счетчика 10. Импульс переполнения запишет в младшем разряде счетчика переполнения 5 единицу и произведет переключение триггера 11 управления, что соответствует началу второго этапа работы устройства. На инверсном выходе триггера 11 управления появится значение логического "0", а на прямом — логической "1" ° При этом блок суммирования-вычитания работает в режиме вычитания, который описывается выражением

11 70452, (11) у =k x

dm я, (18) где (19) k = 2N ч х у /2) = Nx

1„ (17) где N — количество импульсов переполнения управляющего счетчика 10, поступивших на вход счетчика переполнения 5 °

На втором этапе работы на управляющие разряды число-импульсного умножителя 7 с управляющего счетчика

10 через группу элементов И 9 поступает прямой управляющий код у и работа число-импульсного умножителя

7 описывается выражением

I . dy (12)

И„, С учетом (11) и (12) выражение (10) примет вид: !

N,dy - dx — y,dy (13)

Нм или (N N + y )dy = N dx. (14)

Учитывая, что выходной результат у будет представляться в счетчиках 5 и 10, причем в счетчике 5 хранятся записанные старшие, а в счетчике

10 — младшие разряды значения у, которое можно представить в виде у = 1 2 1 + у э (15) выражение (14) можно записать в следующей форме

ydy = N dx (16)

Интегрируя выражение (16) и подставив пределы изменения переменных, получим

Сравним технические характеристики предложенного устройства и прото1п типа е

Предложенное устройство,. как и прототип, извлекает квадратный корень из числа входных. импульсов в реальном масштабе времени. Как отмечалось

15 выше, прототип обладает узким диапазоном преобразования входного сигнала. В предложенном устройстве диапазон преобразования сушественно расширен. Иоделнрование алгоритма работы устройства на ЭВИ показало; что в расширенном диапазоне значений х предложенное устройство имеет незначительную величину погрешности преобразования. Это объясняется введением отрицательной обратной связи и

25 тем, что двоичный делитель позволяет уменьшить нерегулярность следования импульсов на выходе схемы вычитания.Таким образом, устройство позволяет извлекать квадратный корень в широком диапазоне значений аргумента беэ увеличения погрешности преобразования.

35 Технико-экономический эффект при внедрении предложенного устройства достигается за счет значительного расширения области его применения, .поскольку оно позволяет извлекать

40 квадратный корень в широком диапазоне значений аргумента.

1170452

Тираж 710 . Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4705/46

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

Составитель С.Силаев

Редактор M.Êåëåìåø Техред А.Бабинец Корректор В.Синицкая