Устройство для извлечения корня из суммы квадратов

Устройство для извлечения корня из суммы квадратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

( с (72) Авторы изобретения

В.Б. Дудыкевич и В.Н.Максимович (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЯ

ИЗ СУИИЫ КВАДРАТОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь эовано в аналоговых вычислительных машинах и в функциональных преобразователях информации.

Известно устройство, содержащее два блока выделения модуля, схему сравнения, коммутатор и сумматор 11).

Недостатком данного устройства является то, TO принцип, положенный в основу его работы, не позволяет применять его при числе входных величин больше двух.

Наиболее близким техническим. ре-. шением к предлагаемому является устройство для извлечения корня из суммы квадратов, содержащее 2 и двух". входовых сумматоров, ll блоков пере- множения, многовходовый сумматор:. и инвертор (2g .

Недостатком данного устройства является его черезмерная сложность, особенно при увеличении числа вход. ных.переменных.

Цель изобретения - упрощение устройства при увеличении числа вход ных величин.

Поставленная цель достигается тей, что в устройство для извлечения корня иэ суммы квадратов, содержащее .двухвходовый сумматор, первый и вто рой блоки переменожения и многовходавый. сумматор, введены сдвигающий регистр, блок вычитания, делитель напряжения, Ю +1 ключ, блок сравнения, первый и второй интеграторы, :причем информационный вход первого интегратора подключен к источнику постоянного напряжения и к первому входу первого блока перемножения, выход которого через делитель напряжения соединен с первым входом двух" щ входового сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания, а выход первого интегратора соединен с вторым входом перво го блока перемножения и с первым

955108

Цъ(() (1ф) = u,,(ц, и,(<) u,

3 входом блока сра внения, второй вход которого соединен с выходом много-. входового сумматора, 7> входов которого соединены с выходами 1l ключей, информационные входы которых подключены к соответствующим входам устройства, а управляющие входы ключей подключены к И выходам сдвигающего регистра, вход которого соединен с входом сброса первого интегратора и выходом блока сравнения, а П +1-ый выход свдигающего регистра подключен к управляющему входу П +1-ro ключа, информационный вход которого подключен к выходу двухвходового сумматора и первому входу блока вычитания, а выход П +1-го ключа соединен с первым входом второго блока перемножения и через второй интеграторс вторым входом блока перемножения, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания.

На чертеже-изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый и второй интеграторы l и 2, первый и второй блоки 3 и 4 перемножения, блок

5 сравнения, сдвигающий регистр

6, ключи 7 -7 ),ìíîãoâxîäîâûé сумматор 8, делитель 9 напряжения, двухвходовый сумматор 10 и блок 11 вычитания 11.

Устройство работает. следующим образом.

На вход первого интегратора 1 и на первый вход первого блока ) перемножения подается постоянное напряжение (1о . На входы ключей 7 - 7„ подактся уровни напряжений (/7„-Uj„ значения которых соответствуют входным величинам.

Напряжения на выходах блоков 3 . и 4 перемножения определяются выра жениями

u,(ö =u, u,(e), «) и,(ц = U,((,) 0<() (2) где u<(t) и U4(t) - напряжений на выходах первого и второго интеграторов соответственно, à V (t) - напряжение на выходе двухвходового сумматора 10.

Уравнение, связывающее выходное напряжение блока 11 вычитания с его выходными напряженияии, имеет вид ()l() 0з(1) - 05 И) (3) 4

Напряжение на выходе двухвходового сумиатора определяется суммой напряжений на его входах где а - коэффициент деления делите10 лЯ 9.

Решая совместно уравнения (1) (4), будем иметь

Напряжения на выходах интеграто; ров 1 и 2 связаны с напряжениями на их входах выраженияии

d0„(<)

20 (о (6)

JU4(<):

МИ= „, (7)

Подставляя значения напряжений

25 М„ и U (t) из равенств (6) и (7) в уравнение (5) и производя очевидные преобразования, получим

0 (ЦЗ0j(<} = — U„(<) d(1<(4) (8)

ЗО В первоначальный момент работы устройства на выходах интеграторов

1 и 2 устанавливаются напряжения

0,1(0) и 04(0) соответственно. При этом сдвигающий регистр 6 устанавлиЗ вается в первое положение, при котором напряжение ц через ключ 7

1 и многовходовый сумматор 8 подключается к входу блока 5 сравнения. В момент достижения напряжения u„(t)

49 уровня напряжения U7„ срабатывает .блок 5 сравнения и сигнал с его выхода переводит сдвигающий регистр

6 во второе положение. Этот же сигнал поступает на интегратор 1. За время, прошедшей с момента начала работы устройства до.момента первого срабатывания блока 5 сравнения, на-,,, пряжение на выходе интегратора 1 из-. меняется от Q4 (О) до U .,à на выходе интегратора 2 от 0 (0) до Цp °

Проинтегрировав выражение (8) с учетом пределов изменения переменных будем ииеть

071

j О41 )>Ц„(Ц. J I>,щзо, > <»

4() U,(oi

Р 04(01 Чц -0 tpI ), (>

955108

Во. втором положении сдвигающего регистра б к входу блока 5 сравнения через многовходовый сумматор 8 и ключ 7 подключается уровень напряжения У -.В момент достижения напряжением 4 л(t) уровня напряжения ф происходит второе срабатывание. блока

5 сравнения.

Значение напряжения Урg., достигнутое на выходе интегратора 2 в момент второго срабатывания блока 5 сравнения, найдем, проинтегрировав урав-. нение (8) с учетом, новых пределов изменения переменных торов, десять блоков перемножения, один десятивходовый сумматор и один

)лнвертор. Для. реализации этой же операции с помощью предлагаемого

5 устройства при ТоМ же числе входных величин понадобится два интегратора, два блока перемножения, один блок сравнения, один одиннадцатиразрядный . сдвигающий регистр, одиннадцать ключей, один десятивходовый сумматор, один делитель, один двухвходовый сумматор и один вычитатель.

Рри числе входных величин, равном

20, объем оборудования для реализации заданной зависимости будет следующим. В прототипе: сорок двухвходовых сумматоров, двадцать блоков перемножения, один двадцативходовый сумматор и один инвертор. В предлагаемом устили

23

33 (44) Устройство для извлечения корня из суммы квадратов, содержащее двухвходовый сумматор, первый и второй блоки перемножения и многовходовый .сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устрой43 ства при увеличении числа входных величин, в него введены сдвигающий регистр, блок вычитания, делитель напряжения, (п+1) ключ, блок сравнения, первый и второй интеграторы, причем информационный вход первого

$0 интегратора подключен к источнику постоянного напряжения и к первому входу первого блока "перемножения, выход которого через делитель напряжения соединен с первым входож двухвходового сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания, а выход первого интегратора соединен с вторым входом первого будем иметь

0Р2 Цт

"4(<)dUq(<) = — 0 (t) d Ц„() (лл)

Рл u<(0) С учетом выражения (10) получим

Up =))<)О) — (О „+0 . 2U,

После 0 --го срабатывания блока 5 сравнения сдвигающий регистр 6 переходит в 1 +1 состояние, ключ 7> закрывается и процесс вычисления в устройстве завершает<;я. Рри этом на выходе интегратора 2,будет зафиксировано напряжение Up, значение которого определяется согласно уравне". ния

)) =0<<0) i — tU, )) t ...i)), .UU,(p) ) Выбирая первоначальные установки напряжении на выходах интеграторов

1 и 2 согласно выражения

U„(0) =- U,(o), (15) 0 (16)

1 ï

Технико-экономическая эффективность от внедрения данного устройства будет обусловлена значительным его упрощением, особенно при увеличении числа входных величин.

Для реализации операции извлечения корня из суммы квадратов с помощью устройства прототипа при числе входных величин, равном 10, понадобится двадцать двухвходовых суммаройстве: два интегратора, два блока перемножения, один блок сравнения, один двадцатиодноразрядный сдвигающий регистр, двадцать один ключ, один двадцативходовый сумматор, один делитель, один двухвходовый сумматор и один вычитатель.

Таким образом, при увеличении числа входных величин в два раза объем оборудования устройства-прототипа увеличивается практически в два раза, а в предлагаемом устройстве увеличивается лишь число ключей и разрядности сдвигающего регистра и количество входов многовходового сумматора.

Формула изобретения

7 955108 .8 блока перемножения и с первым вяо- ключен к выходу двухвходового сумдом блока сравнения, второй вход ко-. матора и первому входу блока вычиторого соединен с выходом многовхо- тания, а выход (П +1) -ro ключа соедового сумматора, и входов которого динен с первым входом второго блока соединены с выходами 11 ключей, ин- Ф перемножения„. и через второй интеформационные входы которых поднлю- гратор - с вторым входом блока печены к соответствующим входам уст- ремножения, выход которого соединен ройства, а управляющие входы ключей с вторым входом блока вычитания. подключены к и выходам сдвигающего Источники информации, регистра, вход которого соединен >4 принятые во внимание при экспертизе о сброса первого интегратора, 1. Авторское свидетельство ССС и выходом блока сравнения, а (и+1)-й 11 624238, кл. Q 0 G 7/, 7

6 20 19 8. выход сдвигающего регистра подключен 2. Авторское свидетельство СССР к управляющему входу (и +1)-гo клю- в. 470818, кл. G 06 G 7/20, 197 ча, информационный вход которого под- М (прототип) .

Составитель B.Жир1 ова

Редактор С. Тараненко Техред Т.Маточка Корректор Г. Реэетник

Заказ 6440/56 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4