Вычислительное устройство Советский патент 1987 года по МПК G06G7/12 

113

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговьпс и аналого-цифровых вычислительных комплексах для автоматической обработки информации.

Цель изобретения - расширение области применения за счет вычисления корня квадратного и повышение быстродействия.

На чертеже изображена блок-схема вычислительного устройства.

Устройство содержит компаратор 1, генератор 2 тактовых импульсов, распределитель 3 импульсов, первый коммутатор 4, реверсивный счетчик 5, первьй цифроаналоговый преобразователь 6, второй коммутатор 7, второй цифроаналоговьй преобразователь 8, третий коммутатор 9, источник 10 опорного напряжения и блок 11 выбора вида операции, выполненньй на регистре 1 2 и дешифраторе 13.

Устройство работает следующим образом.

На вход регистра 12 блока 11 выбора вида операции подается код операции б, , подлежащей воспроизведению устройством. Сигналом Пуск производится запись кода операции 9- в регистр. 12 и осуществляется одновременно запуск устройства путем подачи тактовых импульсов с генератора 2 тактовых импульсов через расп ределитель 3 на вход реверсивного счетчика 5, Код операции 0 с выхо- дд регистра 12 подвергается дешифрации в дешифраторе 13 и подается на управляющие входы первого, второго и третьего коммутаторов 4,7,9. В зависимости от состояния кода 1, q.,.,,qj на выходе дешифратора 13 коммутаторы 4,7,9 коммутируют на свой выход один из входов.

Работа устройства при воспроизведении отдельных математических операций следующая,

При з множении сомножители Uy и

и

j подаются на входы 1 и 3 соот- ветственно. При этом кодом операции умножения с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой второй вход, выход коммутатора 7 - на свой первый вход и выход коммутато- ра .9 - на свой третий вход. При подаче сигнала Пуск тактовые импульсы с генератора 2 заполняют через распределитель 3 реверсивный счет92 .

чик 5. Текущее состояние кода X счетчика 5 преобразуется в аналоговую величину и в первом цифроаналоговом преобразователе 6 и подается на первый вход компаратора 1, который осуществляет непрерывное сравнивание величин и и и. При уравновешивании устройства выполняется равенство

и,, и t 4U«U, , (1)

где .и - шаг квантования, величиной

которого при большой разрядности реверсивного счетчика можно пренебрб;чь, В режиме умножения на аналоговой вход цифроаналогового преобразователя 6 через второй вход компаратора 4 подается опорное напряжение Upn с Источника 10 опорного напряжения. Поэтому

UK

Don

2 - 1

(2)

где X - код на выходе счетчика 5; п - количество разрядов счетчика.

Из выражений 1 и 2 следует, что код X на цифровом выходе устройства пропорционален первому сомножителю Uyv

X (2 - О

и.,

йоп

На аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 8 через первый вход коммутатора 9 подается второй сомножитель U,, . Поэтому на выходе цифроаналогового преобразователя Bj а следовательно -, на аналоговом выходе устройства, получают результат в виде произведения

и. К,- и,

Uy

- ivi UX1

где К., 1/Uo,, - коэффициент пропорциональности при уъшожении.

Для воспроизведения операции деления делимое U,, подается на вход 1, а делитель Ux - на вход 2. При этом кодом операции деления с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой первый вход, выход коммутатора 7 - на свой первый вход, выход коммутатора 9 - на свой второй вход. При уравновешивании устройства получают

и

Х1

2 Откуда следует, что на цифровом выходе устройства код пропорционален отношению входных величин

X К,

Ух1 UxT

где Kjj 2 - 1 - кoэф4JИЦиeнт пропорциональности по цифровому выходу при делении. Аналоговая выходная величина U,

пропорциональна отношению

К J l л Т,

и,. и

хг

где Kj фп коэффициент пропорцио . нальности по аналоговому выходу при делении.

При воспроизведении множительно- делительного соотношения входные величины и,, подаются на входы 1, 3 и 2 соответственно. Кодом множительно-делительной операции с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой первый вход, выход коммутатора 7 - на свой первый вход, а выход коммутатора 9 - на свой третий вход. При уравновешивании устройства код на его цифровом выходе пропорционален отношению

(2 -Л)

Uxi

u

Xi

На аналоговом выходе устройства получают

и.

Uxv Uxi

u;;

При возведении в квадрат входная величина U подается на вход 1. Кодом операции возведения в квадрат с регистра 12 вьпсод коммута тора 4

коммутируется на свой второй вход, выход коммутатора 7 - на свой первый вход и выход коммутатора 9 - на свой четвертый вход. При уравновешивании на аналоговом выходе уст-. ройства получают

и Кз

.

1

где Ка г; - коэффициент пропори ЯП

циональности при возведении в квадрат.

Для извлечения квадратного корня входная величина U подается на вход 1. Кодом операции извлечения

корня с регистра 12 выход коммутатора А коммутируется на свой третий вход, выход 7 - на свой первый вход, выход 9 - на свой второй вход. При уравновешивании устройства

и,

и,

UK

2 2 - 1

х;

X и

Uv

Следовательно, на аналоговом выходе устройства получают

и, K.VTT,

5

0

0

5

где

СП

5

коэффициент пропорциональностипри извлечении корня по аналоговому выходу. На цифровом выходе получают

X К Vl,

- 1 где К -- - коэффициент

Uon пропорциональности при извлечении корня по цифровому выходу.

При вычислении обратной величи- Ны Uy подается на вход 2. Кодом операции вычисления обратной величины с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой первый вход, выход коьй утатора 7 - на свой второй вход, выход коммутатора 9 - на свой второй вход. При уравновешивании устройства

0

и

ОП

Uv

и

on

х;

2 - 1

К .и;

где Kj U

„г, - коэффициент пропорциональности при вычислении обратной величины по аналоговому выходу.

На цифровом выходе устройства получают

X K.U- ,

S X

где К. (2 - l)Uc

5

- коэффициент пропорциональностипри вычислении обратной величины по

5132081

цифровому выходу,

. .Таким образом, предлагаемое устройство позволяет выполнять каждую из вычислительных операций при фик- сированном положении коммутаторов 4,7,9 за один цикл уравновешивания, что повьшает быстродействие. Указанное обстоятельство, а также возможность вычисления квадратного корня tO позволяют расширить область применения устройства.

Формулаизобретения

1, Вычислительное устройство, содержащее источник опорного напряжения, генератор тактовьпс импульсов,, выход которого подключен к сигнальному входу распределителя импульсовj соединенного управляющим входом с выходом компаратора, стробирующим входом - с первым выходом блока выбора вида операции, а выходами - с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к цифровому выходу устройства и цифровому входу первого цифро- аналогового преобразователя соединенного аналоговым входом с выходом первого коммутатора, а выходом - с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу второго коммутатора, соединенного первым сигнальным входом с входом первого операнда устройства, при этом первый сигнальный вход первого коммутатора подключен к входу второго операнда устройства, а управляюор И.Касарда 2660/52

Составитель С.Казинов Техред Н.Глущенко

Кор Под

Тираж 672 ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

96

щие входы коммутаторов соединены с соответствующими выходами-блока выбора вида операции, отличающееся тем, что, с целью рас- щирения области применения за счет вычисления корня квадратного и повышения быстродействия,в него введены второй цифроаналоговый преобразователь и третий коммутатор, подключенный первым сигнальным входом к входу второго операнда устройства, вторым сигнальным входом - к выходу источника опорного напряжения и вторым сигнальным входам первого и вто-

5 рого коммутаторов, третьим сигнальным входом - к входу третьего операнда устройства, четвертым сигнальным входом - к входу первого операнда устройства, управляющими входами - к соответствующим выходам блока выбора вида операции, а выходом - к аналоговому входу второго цифроана- логового преобразователя, соединенного цифровым входом с выходом реверсивного счетчика, а выходом - с аналоговым iвыходом устройства и третьим сигнальным входом первого коммутатора,

2, Устройство поп,1,отли0 чающееся тем, что блок выбора вида операции содержит дешифратор и регистр, соединенный информационным входом с шиной ввода кода операции, входом управления записью 2 с шиной запуска и первым выходом блока выбора вида операции, а выходом - с входом дешифратора, подключенного выходами к остальным выходам блока выбора вида операции, .

0

5

Корректор И.Муска Подписное

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, Цель изобретения - расширение области применения за счет вычисления квадратного корня и повышение быстродействия. Вычислительное устройство содержит компаратор 1, генератор 2 тактовых импульсов, распределитель 3 импульсов, коммутаторы 4,7 и 9, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговые преобразователи 6 и 8, источник 10 опорного напряжения и блок 11 выбора вида операции, вьтолненный на регистре 12 и дешифраторе 13. Устройство реализует операции умножения, деления, возведения в квадрат, вычисления обратной величины и извлечения квадратного корня из операндов, представленных в аналоговой форме. Работа устройства основана на реализации принципа уравновешивания сигналов. Вьтолнение каждой из вычисленных операций при фиксированном положении .коммутаторов 4,7 и 9 повышает быстродействие, что совместно с введением операции вычисления квадратного корня позволяет расширить область применения устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л