Устройство для возведения в степень

Устройство для возведения в степень

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,„, 572798

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова боветскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04.76 (21) 2348077/24 (51) М. Кл.- G 06G 7/20 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 14.09.77 (53) УДК 681.335(088.8) (72) Автор изобретения

В. Д. Трофимов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В СТЕПЕНЬ

Изобретение касается аналоговых электрических. вычислительных устройств и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство для возведения в степень, содержащее нелинейные блоки, ключевые элементы, функциональный преобразователь ситналов (1).

Однако это устройство имеет сравнительную низкую точность работы.

Наиболее близким к данному изобретению является устройство для возведения в степень, содержащее функциональный преобразователь двух аргументов, к одному из входов которого подключен вход первого нелинейното блока и источник входного сигнала — основания, а ко второму входу присоединен вход второго нелинейного блока, реле, обмотка которого через ключевой элемент подключена к источнику питания, переключатели, источник входного сигнала-показателя степени (2).

Это устройство имеет невысокую точность операции возведения в степень в большом диапазоне величин входных сигналов, когда входной сигнал-основание равен нулю или стремится к максимальной величине.

Целью изобретения является повышение точности в широком диапазоне величин входных ситналов.

Для этого в предлатаемое устройство введены блок воспроизведения логарйфййческой функции, последовательно соединенные блок обратных величин, блок деления, блок воспроизведения показательной функцйи, выход которого подключен к размыкающему контакту реле, подвижный контакт которого соединен с выходом устройства, к замыкающему контакту реле присоединен выход функциональ10 ного преобразователя двух аргументов, источник входного сигнала-основания через блок воспроизведения логарифмической функции соединен с подвижным контактом первого переключателя, источник входного сигнала-по15 казателя степени подключен ко второму входу функционального преобразователя двух аргументов и к подвижному контаКту второго переключателя, выходы нелинейных блоков соединены с обмоткой реле, первый контакт первого переключателя соединен со вторым контактом второто переключателя и со вторым входом блока деления, второй контакт первого переключателя подключен ко входу блока обратных величин и первому контакту второго переключателя.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит функциональный преобразователь двух аргументов 1, блок воспро

572798

3 изведения показательной функции 2, блок деления 3, блок обратных величин 4, блок воспроизведения логарифмической функции 5, первый и второй нелинейные блоки 6 и 7, реле 8, подвижный контакт 9 реле 8, размыкающий 10 и замыкающий 11 контакты реле 8, источник питания 12, ключевой элемент 13, источник 14 входного сигнала-показателя степени, источник 15 входного сигнала-основания, первый переключатель 16, второй переключатель 17, подвижные контакты 18 и 19 первого и второго переключателей соответственно, первые контакты 20 и 21 первого и второго переключателей соответственно, вторые контакты 22 и 23 первого и второго переключателей соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии изменяющиеся в пределах машинной единицы напряжения от источников 14 и 15 поступают на входы нелинейных блоков 6 и 7 и входы функционального преобразователя двух аргументов 1. Характеристики нелинейных блоков 6 и 7 таковы, что напряжение срабатывания реле 8 может быть достигнуто только в том случае, когда одновременно оба входных напряжения устройства равны нулю, или когда напряжение сигнала-основания равно максимальной величине, а напряжение сигнала-показателя степени равно нулю. В остальных случаях реле 8 обесточено.

При выполнении операции возведения сигнала-основания в степень, определяемую величиной сигнала-показателя степени, на выходе функционального преобразователя дву.х аргументов устанавливается напряжение, пропорциональное результату операции, которое через контакты 11 и 9 передается на выход устройства.

Если одновременно входные сигнал-основание и сигнал-показатель степени равны нулю или сигнал-основание равен максимальной величине, а сигнал-показагель степени равен нулю, то срабатывает реле 8 и его подвижный контакт 9 перебрасывается.

Поступающее на вход блока воспроизведения логарифмической функции 5 напряжение преобразуется в напряжение, пропорциональное логарифму от входного сигнала-основания и, как делимое, подается на второй вход блока деления 3 через подвижный и первый контакты 18 и 20 первого переключателя 16.

Напряжение входного сигнала-показателя степени через подвижный и первый контакты 19 и 21 второго переключателя 17 подается на вход блока обратных величин 4, с выхода которото напряжение подается, как делитель, на первый вход блока деления 3.

Неопределенность вида отношения «бесконечности», возникающая при делении входных напряжений блока деления 3, раскрывается посредством дифференцирования этих напряжений и деления производной от выход5

Зо

40 ного напряжения блока воспроизведения логарифмической функции 5 на производную от выходного напряжения блока обратных величин 4.

Напряжение с выхода блока деления 3 поступает на блок воспроизведения показательной функции 2, выходное напряжение которого через контакты 10 и 9 реле 8 поступает на выход устройства, т. е. неопределенности вида «нуль в нулевой степени», либо «бесконечность в нулевой степени» раскрывается по правилу Лопиталя после преобразования в неопределенность вида отношения «бесконечностей».

Как только входной сигнал-основание и сигнал-показатель степени не равны нулю одновременно или сигнал-основание максимальной величине, то устройство возвращается в исходное состояние.

В некоторых случаях удобнее неопределенность вида «нуль в нулевой степени» или «бесконечность в нулевой степени» преобразовать в неопределенность вида «отношение нулей», так как требуется меньшее число операций дифференцирования. Для этого первый и второй переключатели 16 и 17 устанавливаются в положение, противоположное изображенному на чертеже. Тогда напряжение входного сигнала-показателя степени, как делимое, подается на второй вход блока деления 3, напряжение с выхода блока воспроизведения логарифмической функции 5 через блок обратных величин 4, как делитель, подается на первый вход блока деления 3. От деления этих напряжений возникает неопределенность вида «отношение нулей», которая раскрывается по правилу Лопиталя и выходное напряжение блока деления 3, пропорциональное производным от отношения входных напряжений, поступает на вход блока воспроизведения показательной функции 2. В стальном устройство работает аналотичному вышеописанному.

В тех случаях, когда известно, что всегда величина входного сигнала-основания не меньше нулевой величины, т. е. основание степени положительно или равно нулю, устройство может быть переведено в режим, когда функциональный преобразователь двух аргументов 1 в решении не участвует.

Для этого с помощью ключевого элемента

13 на реле 8 подается напряжение от источника питания 12. Тогда выход устройства через контакты 9 и 10 подключается на выход блока воспроизведения показательной функции.

Устройство работает в этом случае аналогично рассмотренному выше, начиная с момента срабатывания реле 8, Таким образом, предложенное устройство позволяет получить результаты вычислений при возникновении неопределенностей вида

«нуль в нулевой степени» и «бесконечность в нулевой степени», что расширяет класс исследуемых функций, повышая точность решений, 572798

Формула изобретения

Состав|итель О. Отраднов

Техред И. Михайлова

Корректор О, Тюрина

Редактор Н. Каменская

Подписное

Заказ 1936/7 Изд, М 712 Тирах« 818

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство для возведения в степень, содержащее функциональный преобразователь двух аргументов, к одному из входов которого подключен вход первого нелинейного блока и источник входного сигнала-основания, а ко второму входу присоединены вход второго нелинейното блока, реле, обмотка которого через ключевой элемент подключена к источнику питания, переключатели, источник входного сигнала-показателя степени, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне величин входных сигналов, в него введены блок воспроизведения логарифмической функции, последовательно соединенные блок обратных величин, блок деления, блок воспроизведения показательной функции, выход которото подключен к размыкающему контакту реле, подвижный контакт которого соединен с выходом устройства, к замыкающему контакту реле присоединен выход функционального преобразователя двух аргументов, источник входного сигнала-основания через блок воспроизведения логарифмической функции соединен с подвижным контактом первого переключателя, 5 источник входного сигнала-показателя степени подключен ко второму входу функционального преобразователя двух аргументов и к подвижному контакту второго переключателя, выходы нелинейных блоков соединены с

10 обмоткой реле, первый контакт первого переключателя соединен со вторым контактом второго переключателя и со вторым входом блока деления, второй контакт первого переключателя подключен ко входу блока обратных

15 величин и первому контакту второго переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Хо 434419, 20 кл. G 06G 7/20, 1971.

2. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины, Изд. «Высшая школа», 1972, с. 304 — 305, рис, VI — 73.