Степенное вычислительное устройство Советский патент 1989 года по МПК G06G7/20 G06G9/00 

Устройство относится к радиоизмерительной технике, автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах для непосредственного выполнения ряда операций возведения в степень в непрерывном режиме с одно- временньм умножением и делением независимых переменныхо

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач, повышение быстродействия, надежности и помехозащищенности.

На чертеже представлена функциональная схема степенного вычислительного устройства.

Схема содержит блок 1 сравнения, (п+1) блоков с управляемым коэффициентом передачи , каждый из которых выполнен на масштабном эле- менте 3 и элементе 4 с управляемой

проводимостью, вьтолненном в виде фотоэлектрического преобразователя, блок 5 выбора коэффициента, содержащий (n+l) масштабных элементов и (п+1) электрорптических преоб И + 1

разователей

Лh + 1

вхо;ц 1 8-10

задания соответственно первого - третьего операндов„

Устройство работает следукяцим образом.

На входы 9 и 10 устройства подаются независимые переменные, с напряжениями соответственно Uj, U, U. Сигнал с входа 10 через блок 2„ поступает на второй вход блока 1 срав- : нения.

и....,. «и.- к,„ . (1)

Ob t 1

На первый вход блока 1 сравнения поступает напряжение U. По разности входных сигналов на выходе блока 1

ел

сравнения появляется управляющий сиг- нал. Изменение напряжения выходного сигнала блока 1 сравнения приводит к изменению интенсивности излучаемой

5

электрооптическими преобразователями оптической энергии,.что приведет к изменению коэффициента передачи бло- . ка 2 „.. Если учесть, что коэффициент передачи блока 2 , в противофазе с jg величиной и полярностью изменения выходного напряжения схемы сравнения, то любая разность входных напряжений блока 1 сравнения приведет к такому изменению коэффициента передачи бло- 15 ка 2 fi+1 , что по истечении переходных процессов в замкнутой цепи автоматического регулирования, образованной элементами Ь.,, /ц.,-, , 2 „, и блоком 1 сравненияJ автоматически ус-20 танавливается состояние динамического равновесия, при котором обеспечивается равенство входных напряжений блока 1 сравнения. . и X и еыж 1 „

(2)25

Из выражений (1) и (2) следует

п+ч

Ux

и.

(3)

Если считать, что все используемые блоки 2 - 2 с управляемым коэффициентом передачи имеют один ако- вые построения и обеспечивают идентичные передаточные характеристики, и не зависящие от их входных напря- жений, а также учитывая,.что все блоки , управляются тем же управляющим сигналом (выходным напряжением блока 1 сравнения ),.сможем записать:

и, к,,, -и

7- I

,i...rUz K-l..,,,,-U,;

к,,,.и„., к;.и,/

(А) (5) (6) (7)

(9)

Полученное выражение (9) является обобщенным и показьшает, что если на второй и третий входы подавать отпорные напряжения (U,,const; U const), то устройство обеспечит непосредственное рещение функции (выполнение Операции) возведения в степень

и/ и

(10)

причем показатель степени j определяется номером выходов устройства Количество п выбирается исходя из максимального значения показателя степени j о Следует отметить, что ири использовании всех вьгходов можно одновременно получить все значения и„,

и и и

- Х

Таким образом, устройство обеспечивает непосредственное выполнение операций возведения в степень

Устройство обеспечивает следующие сопутствующие эффекты

Если U- const, то устройство обеспечивает деление двух напряжений с одновременным возведением результатов в степень j

() (u)

const. При этом ,

(11)

(12)

обеспечивается умножение двух напряжений с возведением в степень j одного из них

И const; и const.

При этом обеспечивается решение задачи получения обратных величин возведенного в степень j независимого переменного

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах для непосредственного выполнения ряда операций возведения в степень в непрерывном режиме с одновременным умножением и делением независимых переменных. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач, повышение быстродействия, надежности и помехозащищенности - достигается введением блока с управляемым коэффициентом передачи и выполнением элемента с управляемой проводимостью в виде фотоэлектрического преобразователя. 1 ил.

где и.,, и, ..., Ufi- напряжения со- .ответственно на выходах первого 2.,, второго 2-, третьего 2з,.а., 2 -го блоков с управляемым коэффициентом

редачис.

В общем случае

К

ifiM

и

2

(8)

где j - целое положительное число, показывающее номер эыхода устройства.

Подставляя выражение (3) в (8), получим

-

b

(13)

и ТоДо

Следует отметить, что все полученные выражения (9-13) решаются с помощью предлагаемого устройства с достаточно высокой точностью,

Ф. ормула изобретения

Степенное вычислительное устройство, содержащее блок сравнения, подключенный первым входом к входу зада- цяя первого операнда устройства, и п блоков с управляемым коэффициентом передачи, выходы которых являются со- ответств)пощими выходами устройства, а каждый из п блоков с управляемым коэффициентом передачи вьтолнен на элементе с управляемой проводимостью, выход которого подключен к выходу блока с управляемым коэффициентом передачи, информационный вход которого подключен к входу масштабного элемента, управляющий вход элемента с управляемой проводимостью является уп- рав.ляющим входом блока с управляемым коэффициентом передачи, информационный вход первого блока с управляемым коэффициентом передачи подключен к входу задания второго операнда устрой ства, выход блока сравнения соединен с входом блока выбора коэффициента, отличающееся тем, что, с целью расщирения класса решаемых задач, повышения быстродействия, надеж-

и

ности и помехозащищенности, в него введен (п+1)-й блок с управляемым коэффициентом передачи, подключенный л информационным входом к входу задания третьего операнда устройства, а выходом - к второму входу блока сравнения, в каждом блоке с управляемым коэффициентом передачи элемент с управляемой проводимостью выполнен в виде фотоэлектрического преобразователя, подключенного входом к выходу масщтабного элемента, а блок выбора коэффициента выполнен на (п+1) масштабных- элементах, первые вЬшоды которых подключены к его информационному входу, а вторые выводы подключены к входам (п+1) соответствующих электрооптических преобразователей, выходы которых являются выходами блока выба- ра коэффициента и оптически соедине- ны с управляющими входами соответствующих блоков с управляемым коэффициентом передачи