Функциональный преобразователь Советский патент 1986 года по МПК G06F7/556 

1

Изобретение относится к )зычисли- тельной технике и может быть использовано в измерительных устройствах и устройствах автоматики.

Целью изобретения является расши- рение функциональных возможностей за счет вычисления функций вида ,

На фиг. 1 приведена структурная схема функционального преобразова- теля; на фиг, 2 - функциональная схема сумматора-вычитателя,

Функциональный преобразователь Содержит первый 1 и второй 2 счетчики, первую 3 и вторую 4 группы эле- ментов И, первый 5 и второй 6 элементы ИЛИ, первый 7,. и второй 7 установочные входы преобразователя, сумматор-вычитатель 8 с входами 9-12 переключатель 13 с фиксированными по ложениями 14-16.

Сумматор-вычитатель 8 состоит из элементов 17-19 задержки, элемента ИЛИ 20, элемента И 21 и триггера 22

Элемент ИЛИ 20 выполняет роль сумматора приращений, поступающих на входы 10-12, Триггер 22 и элемент И 21 представляют собой вычитатели приращений, поступающих на вход 9, и приращений, поступающих на вход 12

Счетчик 1 выполнен двоичным, п- разрядным, с коэффициентом пересчета , счетчик 2 - двоичным,, т-разрядным, с коэффициентом пересчета , tn

N 2

причем .

Функциональный преобразователь работает следуюпщм образом.

Режим 1.В исходном состоянии переключатель 13 находится в разомкнутом положении 16, при котором импульсы приращения dNg с выхода элемента ИЛИ 6 не проходят на вход сумматора- вычитателя 8. В этот режиме устройство работает аналогично известному. Перед началом преобразования с помощью первого и второго входов установки начальных значений преобразователей 7. и во всех разрядах счетчиков 1 и 2 записывают единицы.

С началом преобразования на вход устройства поступают единичные приращения dN j; числа N;, представленного число-импульсным кодом.

Первый импульс, поступивпшй на нход устройства, обнуляет счетчики 1 и 2. Поэтому в счетчике 2 формируется код числа

N, ),

Так как первая группа элементов И не реагирует на изменение состояния разряда счетчика из 1 в О, на выходе элемента ИЖ 5 импульсы не появляются,

Приращения dN. также поступают на вход 12 сумматора-вычитателя 8, проходят на вход счетчика 1 и вызывают появление приращений dN на выходе элемента ИЛИ 5, которые поступают на вход 11 сумматора-йвычитателя 8 и суммируются с приращениями dN, т.е. выражение для приращения dN, формируемого на выходе сумматора-вычитателя 8у имеет вид

dN dN + dN.

1л b

(1)

Счетчик 1, первая группа элементов И и элементов ИЛИ 5 представляют собой двоичный умножитель приращений dN на инверсный код числа писанного в счетчике 2. Поэтому

Nj, заdN

dH,() dN,(

N

ьп

N.

(2)

Число в счетчике 1 определяется ыражением

К.

(3)

N,JdN

о

35

Подставим уравнение (2) в уравнение (1)

dN dN,

+ dN, ( N,)

N

ho

(4)

Упростим уравнение (4)

dN dN + dN

т Д 1

t-n

45 откуда

X N

m

Разделим переменные

,„ ы dN. ,

(5)

Проинтегрируем уравнение (5) с ,j учетом начальных условий N,

Отсюда

N N nN .

1 Л X

(6)

Таким образом, после поступления на вход устройства N импульсов в счетчике 1 формируется код числа Nj (6), пропорционального натуральному логарифму числа N ,

Режим II. Переключатель 13 находится в положении 14, при котором приращение dN,,формируемое на выходе сумматора-вычитателя 8, определяется суммой приращений, поступающих на входы 10-12. Перед началом преобра- зования с помощью первого и второго входов установки начальных значений 1 и 7 счетчик 1 устанавливается в нулевое состояние, а в разряды счетчика 2 записывают единицы.

Первый импульс приращения dN записывает единицу в счетчик 1 и обнуляет счетчик 2.

Так как первый разряд счетчика 1 переключается раньше чем последний разряд счетчика 2, то импульс на выходе элемента ИЛИ 5 не появляется. При переходе разрядов счетчика 2 в нулевое состояние импульсы на выходе элемента ИЛИ 6 не появляются.

Последующие входные единичные приращения dN, вызывают приращения dN на выходе двоичного умножителя, который состоит из счетчика 2, второй группы 4 элементов И и элемента ИЛИ и управляется кодом числа N , записанного в счетчике 2. . Поэтому

dN

N.dN,

N

hi

(7)

На вход счетчика 1 поступают приращения dN,,которые вызывают приращения dNj на выходе элемента ИЛИ 5 и определяются уравнением (2).

Сумматор-вычитатель 8 работает в режиме суммирования всех входных приращений. Поэтому

dN dN + dN, 166

В формулу (8) подставим уравнения (7) и (2). Получим

NxdNx dN,()

dN - + + dN m

Упростим уравнение (9) ,

dN,

(10)

Проинтегрируем уравнение (10), учитывая начальные УСЛОВИЯ

х

dN,

dN,

N

to

35

Отсюда

N. N

N PnN

rv, X

(11)

1 Х

Следовательно, после поступления на вход устройства N импульсов в счетчике 1 формируется код числа (11)

15 пропорционального сумме аргумента N и его натурального логарифма.

Режим III. Переключатель 13 находится в положении 15, при котором приращения dN, формируемые на выхо20 де сумматора вычитателя 8, определяются суммой приращений, поступающих на входы 11 и 12, от которой вычитается приращение dN, поступающее на вход 9. Перед началом преобразования

25 с помощью первого и второго входов установки начальных значений и 7 в счетчик 1 записывается число N -2, а в счетчик 2 - число .

После поступления первого импульса

30 приращения dN в счетчике 1 формируется код числа ,a счетчик 2 обнуляется. Как и в режиме II,на выходе элементов ИЛИ 5 и 6 при этом импульсы не проходят.

В режиме III сумматор-вычитатель 8 работает в режиме суммирования приращений dN , dN и вычитания приращений dNg, поэтому выражение для приращений dN имеет вид

40

dN dN

+ dN - dNg ;

С учетом (7) и (2) .:NA,,,N

-(12)

ГЛ

50

55

Упростим уравнение (12) N,.

Разделим переменные и проинтегри- учитывая начальные

Г,

руем, учитывая начальные условия N. 5... N

или

1 1

N + 1 1

N N PnN - N.

1 lv к (

(13)

(14)

Уравнения (6), (11) и (14) пика- зывают, что предлагаемый преобразователь позволяет вычислять функции вида и .y Afnxtx.

Формула изобретения

1. Функциональный преобразователь, содержащий первый и второй счетчики, первую и вторую группы элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, причем выходы разрядов первого счетчик а соединены с импульсными входами элементов И первой группы, потенциальные входы которых подключены к выходам

разрядов второго счетчика, выходы эле-15 личающийся тем, что суммаментов И первой и второй групп соединены соответственно с входами первого и второго элементов ИЛИ отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможное- тей преобразователя за счет вычисления функций вида , в него введены сумматор-вычитатель и переключатель, причем выходы разрядов второго счетчика соединены с потен- циальными входами элементов И второй группы, импульсные входы которых соединены с выходами разрядов второго счетчика, установочный вход которого подключен к первому установочному входу преобразователя, второй установочный вход которого соединен с установочными входами первого счетчика, информационный вход которого подключен к выходу сумматора-вьгчитателя,

97, 7г

264496

вЕ гчитающий и первьп суммируюпщй входы которог о соединены соответственно с первым и вторым выходами переключателя, вход которого соединен с вы- 5 ходом второго элемента ИЖ, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму суммирующему входу сумматора-вы- читателя,третий суммирующий вход которого соединен с входом преобразователя 10 и с инфюрмационным входомвторого счетчика,третий выход переключателя подключен к шине нулевого потенциала преобразователя.

2. Преобразователь по п. 1, о т тор-вычитатель содержит элемент .И, элемент РШИ, триггер и три элемента задержки,, выход элемента ИЛИ является выходом сумматора-вычитателя, первый вход элемента ИЛИ через первый элемент задержки подключен к второму суммирующему входу сумматора-вычитателя, первый суммирующий вход- которого соединен с вторым входом элемента ИЛР1, третий вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен: с выходом триггера, информационный вход которого подключен к вычитающему входу сумматора-вычитателя,, третий суммирующий вход которого через второй элемент задержки подключен к синхровходу триггера, второй вход элемента И через третий элемент задержки подключен к выходу второго элемента задержки.

Фиг. 2.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в измерительных устройствах и устройствах автоматики. Цель изобретения -расширение функциональньтх возможностей преобразователя за счет вычисления функции вида . Преобразователь содержит счетчики, группы элементов И, два элемента ИЛИ, сумматор вычитатель и переключатель. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. Ю Од 42 4ii U9