Устройство для воспроизведения степенных функций Советский патент 1984 года по МПК G06F7/552 

Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике. Известно частотно-импульсное устройство для возведения в степень, содержащее двоичный делитель, схему выделения периода, схему управления, умножитель, два реверсивных счетчика cxeKfid И и ИЛИ, счетчик степени, ключи набора возводимой степени ij . Недостатком этого устройства явля ется сложность и невозможность.воспроизведения степенных функций с дробным показателем степени. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для воспроизведения, степенных функций, содержащее генератор опорной частоты, триггер, четыре ком мутатора, формирователь импульсов, два накапливающих сумматора, реверсивный счетчик, выход которого соеди нен с входом сброса триггера, информационный вход которого соединен с входом задания режима работы устройства, выход формирователя импульсов соединен с входами сброса первого и второго накапливающих сумматоров, тактовые входы которых соединены с выходомпервого коммутатора, тактовый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, информационные входы первой группы второго коммутатора соединены соответственно с входами первого коэффициента показателя степени устройства, информаци онные входы второй группы второго коммутатора соединены соответственно с,входами второго коэффициента показателя степени устройства, выходы второго коммутатора соединены соответственно с информационными -входами первого накапливающего сумматора, вы ход которого соединен с информационным входом третьего коммутатора, пер вый и второй выходы которого соедине ны соответственно с входом сложения и входом вычитания реверсивного счет чика, первый информационный вход чет вертого коммутатора соединен с входом основания устройства, выход триг гера соединен с входом формирователя импульсов, с управляющими входами коммутаторов 21 . Недостатком этого устройства является его сложность. Цель изобретения - упрощение устройства . Поставленная цель достигается тем что в устройство для воспроизведения степенных функций, содержащее генера тор опорной частоты, триггер, четыре коммутатора, формирователь импульсов два накапливающих сумматора, реверсивный счетчик, выход которого соединен с входом сброса триггера, информационный вход которого соединен с входом задания режима работы устройства, выход формирователя импульсов соединен с входами сброса первого и второго накапливающих сумматоров , тактовые входы которых соедине-. ны с выходом первого коммутатора, тактовый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, информационные входы первой группы второго коммутатора соединены соответственно с входами первого коэффициента показателя степени устройства, информационные входы второй группы второго коммутатора соединены соответственно с входами второго коэффициента показателя степени устройства, выходы второго коммутатора соединены соответственно с информационными входами первого накапливающего сумматора, выход которого соединен с информационным входом третьего коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом сложения и входом вычитания реверсивного счетчика,первый информационный вход четвертого коммутатора соединен с входомоснования устройства, выход триггера соединен с входом формирователя импульсов, с управляющими входами коммутаторов, введены импульсный сумматор, второй реверсивный счетчик, причем выход второго накапливающего сумматора соединен с первым информационным входом импульсного сумматора и первым информационным входом четвертого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с вторым информационным входом импульсного сумматора, выход которого соединен с информационным входом первого коммутатора, первый и второй выходы четвертого коммутатора соединены соответственно с входом сложения и входом вычитания второго реверсивного счетчика, вход параллельной записи которого соединен с выходом формирователя импульсов, выходы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с входами второго накапливающего сумматора, установочные входы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с входами числа устройства. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 структурная схема импульсного сумматора; на фиг. 3 - 5 - структурные схемы коммутаторов. Устройство содержит вход 1 основания устройства, вход 2 задания режима работы устройства, накапливающие сумматоры 3 и 4, реверсивные счетчики 5 и 6, установленные входы 7 реверсивного счетчика 6, импульсный сумматор 8, входы 9 и 10 и выход 11 импульсного сумматора 8, генератор 12 опорной частоты формирователя 13 импульсов, коммутатор 14, вход 15, выходы 16 и 17 и управляющий вход

18 коммутатора 14, коммутатор 19 с входами 20 и 21, выходом 22 и управляющим входом 23, коммутатор 24 с входами 25 и 26, выходами 27 и 28 и управляющим входом 29, jKoiviMyTaTop 30, группы информационных входов 31 и 32 коммутатора 30, триггер 33. Импуль.сный сумматор 8 содержит элемент 34 задержки, элемент ИЛИ 35, Коммутатор 14 содержит элементы И 36 и 37 элемент НЕ 38. Ко мутатор 19 содержит элемент НЕ 39, элементы И 40 и 41, элемент ИЛИ 42.

- Коммутатор 24 содержит элементы И 43 и 44, элемент ИЛИ 45,

Устройство для воспроизведения степенных функций работает следующим образом.

В исходном состоянии накапливающие сумматоры 3 и 4, реверсивные счетчики 5 и б и триггер 33 находятся в нулевом состоянии, на выходах коммутатора 30 нулевым потенциалом, на управляющем входе установлен код числа а с группы информационных входов 31.

Входная импульсная последовательность X с входа 1 основания через коммутатор 24 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 6 и на вход 10 импульсного сумматора 8. Импульсная последовательность Y с выхода 11 импульсного сумматора 8 через коммутатор 19 поступает на так.товые входы накапливающих сумматоров 3 и 4. Каждый импульс последовательности Y , поступающей на тактовый вход накапливающего сумматора 3, переносит число шп - X (, где m - коэффициент пересчета реверсивного счетчика 6) , формирующееся на разрядных выходах реверсивного счетчика 6, в накапливающий сумматор 3, где это число складывается с предыдущим значением Кода в накапливающем сумматоре 3. В случае, если суммарное значение числа, записанного в накапливающий сумматор 3j превысит его емкость т, .то произойдет его переполнение и на выходе накапливающего сумматора 3 появляется импульс импульсной последовательности Z, поступающей на вход 9 импульсного сумматора 8.

Приращение d Ч импульсной последовательности Y на выходе 11 импульсного сумматора 8 и на входах накапливающих сумматоров 3 и 4 будет опре деляться суммой приращений Ах и dz импульсных последовательностей X и Z соответственно

dtj dx + dz.. (1)

Приращение 6z определяется 1Грйращением dV и кодом, формирующимся на разрядных выходах реверсивного счетчика 6

. --. Аг-- Каждый импульс импульсной последовательности у гакже переносит в на }капливающий сумматор 4 число d , установленное на его входах коммутатором 3pj ЕСЛИ суммарное значение числа, записанного в накапливающий суммауор 4, превысит его емкость т, , то произойдет его переполнение и на выходе появится импульс импульсной последовательности у , которая через коммутатор 14 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 5. Приращение dy, импульсной последовательности у, связано с приращением dij следующим соотношением

(3).

im.

По окончании импульсной последовательности X на управляющий вход 2 . устройства поступает управляющий импульс, который устанавливает триггер 33 в единичное состояние.

При переходе потенциала на выходе триггера 33 из нулевого в единичное состояние на выходе формирователя 13 импульсов появится короткий импульс, который обнулит накапливающие сумматоры 3 и 4 и запишет в реверсивный счетчик 6 с группы установочных входов 7 код числа . Единичный потенциал на входе коммутатора 30 установит на его выходах код числа 8 с группы информационных входов 32.

Решив совместно уравнения С1) / (2) и(3) с учетом пределов изменения переменных X , ij и у, , получим зна чение числа у,, зафиксированное в реверсивном счетчике 5 по окончании импульсной последовательности х

. ;и,..т.е„х.

; J т,

После поступления импульса на вход 2 задания режима работа устройства проходит следующим образом. От генератора 12 опорной частоты импульная последовательность tj через коммутатор 19 поступает на тактовые входы накапливающих сумматоров 3 и 4.

Приращение dy,j импульсной последовательности вызывает приращения с5и и dp . . импульсных последовательностей О и Р на выходах накапливающих сумматоров 3 и 4 соответственно.

Импульсная последовательность jy поступает через коммутатор 24 на суммирунндий вход реверсивного счетчика 6, на разрядных выходах которого формируется код числа U . Приращение числа d« равно

(5)

Импульсная последовательность Р через коммутатор 14 поступает на вы-читающий вход реверсивного счетчика 5, в котором ранее, согласно (4) было зафиксировано число ij, ..

Приращение dp связано с приращением cJuj следующим соотношением

(6)

Р7;Г,- Н7При достижении импульсной последовательностью р величины числа IJ, реверсивный счетчик б обнулится и со своего выхода обнуления установит тр1иггер 33 в нулевое состояние, которое прекратит поступление импульсной последовательности 2 через коммутатор 19 на тактовые входы накапливающих сумматоров 3 и 4, в этот момент процесс воспроизведения функции закончен. Учитывая равенство р и Ч, ,

пределы изменения переменной и от (} до U , можно решить совместно уравнения (.5) и (6) и найти значение числа Ц , зафиксированное в реверсивном счетчике 6 по окончании работы устройства li I,

-по-е ь; -(7) Подставив в (.7) значение ij, , получим значение числа как функцию от числа х , равного входному аргумени п„-е

а/Ь

8)

U п

о

Таким образом, применение изобретения позволяет воспроизводить степенные функции с любым дробным коэффициентом и по сравнению с прототипом позволяет сократить количество оборудования.

) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ, содержащее генератор опорной частоты, триггер, четыре коммутатора, формирователь импульсов, два накапливающих сумматора, реверсивный счетчик, выход которого соединен с входом сброса триггера, информационный вход которого соединен с входом задания режима работы устройства, выход формирователя импульсов соединен с входами сброса. первого и второго накапливающих сумматоров, актовые входы которых соединены с выходом первого коммутатора, тактовый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, информационные входы первой группы второго коммутатора соединены соответственно с входами первого коэффициента показателя степени устройства, информационные входы второй группы второго коммутатора соединены собтветственно с входами второго коэффициента, показателя степени устройства, выходы второго коммутатора соединены соответственно с информационными входами первого накапливающего сумматора, выход которого соединен с информационным входом третьего коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом сложения и входом вычитания реверсивного счетчика, первый информационный вход четвертого коммутатора соединен с входом основания устройства, выход триггера соединен с входом формирователя импульсов, с управляющими входами коммутаторов, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены импульсный сумматор, второй реверсивный счетчик, причем выход . (Л второго накапливающего сумматора соединен с первым информационным входом импульсного сумматора и первым инфор.мационным входом четвертого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с вторым информационным, входом импульсного сумматора, выход которого соединен с информационным входом первого коммутатора, первый и второй выходы четвертого (;о ел коммутатора соединены соответственно с входом сложения и входом вычитания второго реверсивного счеучика/ вход параллельной записи которого соединен с выходом формирователя импульсов, выходы второго реверсивного счетчика ел соединены соответственно с входами второго накапливающего сумматора, установочные входы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с входами числа устройства.