Устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1979 года по МПК G06F7/38 

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известно устройство для извлечения квадратного корня {, содержащее генератор импульсов, триггеры, счетчики, управляемый делитель частоты и индикатор нуля. Иедостатком его является сложность.

Иаиболее близким техническим решением к данному предложению является устройство ДЛЯ извлечения квадратного корня, содержащее л-разрядный счетчик, группу из п элементов И, выходы которых подключены ко входам первого элемента ИЛИ 2.

Однако это устройство из-за наличия второго счетчика является достаточно сложным. К его недостаткам также относится недостаточная точность вычислений (на выходе зстройства получаем результат, численно равный, а не пропорциональный значению квадратного корня входной величины).

Целью изобретения является повыпление точности устройства.

Цель достигается тем, что устройство содержит второй элемент ИЛИ, первый вход которого подключен ко входу устройства, второй вход - к выходу элемента ИЛР1, первый вход каждого /-го С/ 1-п) элемента И нодключен к выходу /-го разряда счетчика, второй вход - к выходу га-(/-) разряда счетчика.

На чертеже представлена структзфная схема предлагаемого устройства для извлечения квадратного корня.

Устройство состоит из счётчика 1, группы 2 элементов И и элементов ИЛИ 3 и 4. На вход устройства поступает входная последовательность импульсов Управление элементами группы 2 осуществляется дополнительным кодом числа, записанного в счетчике L

Принцип действия предложенного устройства иллюстрируется приведенным ниже примером.

Пусть счетчик / содержит пять двоичных разрядов, выполненных на триггерах 5, 6, 7, 8, 9. В исходном положении триггеры 5, 6, 7, 8, 9 находятся в нулевых состояниях. С их инверсных выходов на первые входы элементов И поданы единичные сигналы. При поступлении первого нмпульса последовательности триггер 5 переходит из нулевого в единичное состояние. К прямому выходу этого триггера подключен второй вход элемента И, управляющий вход которого подключен к инверсному выходу триггера 9. На выходе этого элемента И сформируется импульс последовательности NZ, который через элемент ИЛИ поступит на вход элемента 3 и далее на вход счетчика /. Далее из нулевого в единичное состояние переключится триггер 6. К его выходу подключен первый вход элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу триггера 8. На выходе этой схемы также сформируется импульс последовательности N2, который через элемент 3 поступит на вход счетчика /. Он приведет к повторному переключению из нулевого в единичное состояние триггера 5, формированию импульса на выходе первого элемента И и, следовательно, поступлению еще одного импульса на вход счетчика /. Этот импульс переключит триггеры 5 и в нулевые состояния, триггер 7 - в единичное. При нечетном количестве разрядов счетчика / оба входа соответствующей схемы совпадения должны быть подключены к выходам среднего триггера, т. е. в данном случае триггера 7. При каждом переходе этого триггера из нулевого состояния в единичное должен появляться импульс на выходе соответствующей схемы совпадения. Поэтому через элемент 3 на вход счетчика / поступит очередной импульс последовательности NZ. Вновь переключается триггер 5, вызывая появление еще одного дополнительного импульса последовательности N2 и т. д. Так будет продолжаться до тех пор, пока в триггерах 5, 6, 7 не окажутся записаны единицы. Элемент И, подключенный первым входом к выходу триггера 6, а вторым входом к выходу триггера 8, закрыт, и поэтому при. поступлении очередного импульса с выхода группы 2, триггер 5 переключится из нулевого в единичное состояние. Однако это не приведет к образованию импульса на выходе указанного элемента И. Таким образом, в счетчике / при поступлении первого импульса последовательности на вход элемента 3 будет записано число 8, т. е. . Таблица переходов триггеров счетчика / при поступлении на вход устройства первых девяти импульсов последовательности приведена ниже.

..г n 1

(3) йЛ/вь,. (О- N,,,,,(i

Проинтегрировав последнее и представив иределы изменения переменных, получим:

Лвых/VBX

J .((0 j Л/зх(0 (4)

оО Работу предложенного устройства можно описать с помощью следующих уравнений:Входная последовательность /Vex поступает на вход элемента 3 и далее на вход счетчика / и вызывает импульсный поток /V2 на входе группы 2. Управление элементами И осуществляется дополнительным кодом C/VCH -Лаь,х(0) ЧИСЛЯ (О- ходящегося в счетчике /. Если управляющий вход элемента И группы 2 подключен к младщему разряду счетчика /; то сигнальный вход того же элемента подключен к старщему разряду счетчика / и наоборот. Импульсная последовательность с выхода группы 2 поступает на второй вход элемента 5. Частотно-импульсный поток на выходе элемента 3 описывается уравнением dN,,,,(t)dN,,{t) + dN,(t), а частотно-импульсный поток: сформироанный группой 2 - уравнением: . , СгУУв..,х(.,х(,пч (ij , () /„ - коэффициент иересчета счетчика /. з уравнений 1 и 2

откуда

N ,„, У2Л,, . 1/Л/,, hVN,, (5)

где Я- . При выполнении счетчика / двоичным « 2 m+l Увь,х 2 -|/Л;;. где от - количество двоичных разрядов. Следовательно, при подаче на вход устройства числа импульсов в счетчике 1 будет содержаться число Л/вых пропорциональное значению квадратного корня из входной величины. Таким образом, исключение второго счетчика, элемента задержки и триггера привело к существенному упрощению устройства. Результат в счетчике устройства пропорционален, а не равен численно значению корня квадратного входной величипы. Следовательно, в К раз точность устройства повышается.

Включение в состав устройства элемента ИЛИ и изменение связей позволили существенно упростить устройство для извлечения квадратного корня и повысить его точность.

Формула изобретения 10 (6) 15 20 25 30 Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее «-разрядный счетчик, группу из п элементов И, выходы которых подключены ко входу первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит второй элемент ИЛИ, первый вход которого подключен ко входу устройства, второй вход - к выходу первого элемента ИЛИ, выход - ко входу счетчика, первый вход каждого /-го () элемента И подключен к выходу /-го разряда счетчика, второй вход - к выходу п-С/-1)-го разряда счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 408305, кл. G 06 F 7/38, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 225557, кл. G 06 F 7/38, 1967.

fi

g

-Щ