ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛШОЖЕНИЯ,ДЕЛЕНИЯ, ВОЗВЕДЕНИЯ Е5 КВАДРАТ И ИЗВЛЕЧЕНИЯКВАДРАТНОГО КОРНЯ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/12 

1

Изобретение ОТЕЮСИТСЯ к вычислительной технике.

Известны вычислительные устройства для умножения, деления, возведения в квадрат и извлечения квадратного корня, содержанхие опорный генератор, линию задержки, в.ходные и выходной коммутаторы, параллельную RC-цепь, триггер, схему сравнения и накопительный элемент.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем выход опорного leиератора подключен к управляющему входу выходного коммутатора и через линию задержки соединен с одним из входов триггера и с управляющим входом первого входного коммутатора, выход которого объединен с выходом второго входного коммутатора и подключен к одному из входов RC-цени, первому входу схемы сравнения и через выходной коммутатор - к выходу устройства, связанному с неподвижным контактом переключателя и через накопительный элемент - с другим входом RC-цепи, соединенным с щиной нулевого потенциала. Второй вход схемы сравнения соединен с подвижным контактом переключателя через третий входной коммутатор, управляюншй вход которого связан с выходом триггера, подключенного другим входом к выходу схемы сравнения и управляющему входу второго входного коммутатора.

2

Это нозволнло упростить устройство. Блок-схе.ма устройства нриведена на чертеже. Устройство содерхчит опорный генератор 1,

линию задержки 2, входные 3-5 и выходной 6 коммутаторы, параллельную RC-цепь 7, триггер 8, схему сравнения 9, наконительиый элемент - конденсатор 10 и переключатель 11.

Устройство работает следуюн1им образом. Опорный генератор 1 вырабатывает импульсы малой длительноеП1 с постоянной частотой. Схема сравнения 9 выдает импульс малой длительности в случае равенства напряжений

на входах. 1чоммутаторы 3-6 замыкаются при наличии сигналов на управляющих входах. Линия задержки 2 имеет время задержки, равное длительности импульса опорного генератора.

Для выполнения операции умножения, деления и возведения в степень переключатель 11 должен стоять Б ноложеиии а.

Схема работает следующим образом.

Первый импульс опорного генератора 1 замыкает выходно коммутатор 6, устанавливая на выходе устройства напряжение Уп1,1х 0. Через время, определяемое лппией задержки 2, замыкаетея коммутатор 3, и конденсатор

RC-цеии 7 заряжается до И, а по окончании

импульса разряжается по эксиопсициальпому закону

(1)

и с (t -. и,е

где Uc(t -папряжеппе па входе RC-цепи 7, Lx - папряжепие па входе первого

входного коммутатора 3, т - постояппая времени RC-цепи 7.

Тот же импульс устанавливает триггер 8 в состояние «I. Напряжение с выхода триггера 8 замыкает третий входной коммутатор 5, и напряжение-делитель f/r с его входа поступает па вход схемы сравнения 9. При Uc(t)z вырабатывается сигнал сравнения, переводяНлий триггер 8 в состояние «О, занира1ош,ее режим сравнения, и замыкающий второй входиой коммутатор 4.

Момент сравнения /ср определяется из формулы (I) нри 6с(/) z и равен

(2)

4р т In

t/.

В этот момеит конденсатор RC-цепи 7 быстро перезаряжается до Uy и по окончании сигнала сравнения напряжение па RC-цепи 7 определяется выражением

i-cp

Uc(,,)U,e ,(3)

где Ly - напряжение на входе второго входного коммутатора 4.

Следующий пмнульс опорного генератора 1 производит считывание величины напряжения с параллельпой RC-цепи 7 на выход ycTpoiiства и запоминание этого иапряжения на конденсаторе 10 до следующего замыкания выходного коммутатора 6. Величина выходного напряжения С/вых определится из (2) и (3)

при , где f - частота импульсов опорного генератора 1

1 / - /Г

и с

(4)

г -CD - А ---ср

/

с/.

К- -где1 - ,

е

Через время, определяемое линией задержки 2, триггер 8 переводится в состояиие «1, первый входной коммутатор 3 замыкается, и работа схемы, олисаиная вьпле, повторяется.

Таким образом, реализуется умножение Двух переменных при 2 const, деление двух переменных нри СУу const и одновременное выиолиение этих двух операций при

f/, f/,, , 7 const(5)

При замыкании входов первого и второго входных коммутаторов 3 и 4 () и (/2 const выполняется операция возведения 3 квадрат UxДля обеспечения указанного режима работы устройства необходимо, чтобы Ux и Uy были больше напряжепия U.

Для выполнения операции но извлечению квадратного корня из произведепия двух напряжений переключа1ель 11 должен быть установлен в ноложение б.

В этом случае, в момент прихода очередпого импульса с выхода опорного генератора 1 на выход устройства с RC-цепи 7 через выходной коммутатор 6 считывается и запоминается на конденсаторе 10 какое-то напряжение

выхо Через время, определяемое липией задержки 2, триггер 8 устанавливается в состояние «I, а первый входной коммутатор 3 замыкается, и конденсатор RC-цепи 7 заряжается до Ux, а по окончании импульса разряжается по экспоиенциальпому закону (I). Папряжепие с выхода триггера 8 замыкает третий входиой коммутатор 5, и напряжение с выхода устройства постуиает на схему сравнения 9. При Uc(t, равном напряжению на

выходе t/Bbixo вырабатывается сигнал сравнения, переводящий триггер 8 в состояиие «О, запрещающее режим сравнения, и замыкающий второй входиой коммутатор 4. Момеит сравнения /ср определяется из формулы (I) при /7с(/) f/Bbixo и равен в точпости (2) при замене U на t/выхо

В этот момент конденсатор RC-цеии 7 быстро перезаряжается до Uy, и по окончании

сигнала сравнения иапряжение на RC-цепи 7 онределяется выражением (3).

Следующий импульс опорного генератора 1 производит считывание величины иапряжеиия с параллельной RC-цепи 7 иа выход устройства и запомипаиие этого напряжения иа конденсаторе 10 до следующего замыкаиия выходиого коммутатора 6. Величииа выходиого иапряжеиия Уцых определится из (2) и (3)

/1 .

ых. и

U ч I , и,

-Т - -t In ТГ

2 ВЫХ„

1

/

(6)

где: К

Через время, определяемое линией задержки 2, триггер 8 переводится в состояние «I,

первый входной коммутатор 3 замыкается, и

работа схемы, описанная выше, повторяется.

(/.-с и Ну изменяются медленно и их можио

считать постояпными). В результате каждого цикла вычислений на

выходе устройства оказывается промен уточный результат

f/.,.f/v

ВЬ1Х(; : J)

(7)

i/B

Система стремится к усиокоению, которое настуиает нри t/auxji i) ,1х-Из (7)

при этом условии можио получить

. (8)

Таким образом, реализуется операция извлечения квадратного корня из произведения двух напряжения. При L/y const получается операция извлечения квадратного корня из одного аргумента Ьх- Для обеспечения нормальной работы схемы в указанном режиме должно выполняться условие .

Предмет изобретения

Вычислительное устройство для умножения, деления, возведения в квадрат и извлечения квадратного корня, содержащее онорный генератор, линию задержки, входные и выходной коммутаторы, RC-цеиь, триггер, схему сравнения и накопительный элемент, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем выход опорного генератора подключен к управляющему входу выходного

коммутатора и через линию задержки соединен с одним из входов триггера н с управляющим входов. нервого входного коммутатора, ВЫХОД которого и выход второго входного коммутатора подключены к одному из входов RC-цепи, первому входу схемы сравнения и через выходной коммутатор - к выходу устройства, связанному с неподвил- ным контактом переключателя и через наконительный

элемент - с другим входом 1 С-ценн, соединенным с щинои иулевого потенциала, второй вход схемы cprj5i:ei ii соединен с подвижным контактом переключателя через третий входной коммутатор, управляюцпи вход которого

связан с выходом триггера, подключенного другим входом к выходу схемы сравнения и управляющему Bxo;i,y второго входного коммутатора.