Цифровое устройство для вычисления гиперболических функций Советский патент 1979 года по МПК G06F17/10 G06F7/544 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам для воспроизведения и вычисления функций вида га/Х ; может найти применение в вычислительных преобразователях форм информации, в автоматических системах, управления в качестве нелинейных корректирующих звеньев, в системах числового управления металлообрабатывающими станками, а также в цифровых моделирующих машинах.

Известно устройство для воспроизведения и вычисления функций , содержащее регистры, генератор тактовы импульсов, сумматоры }.

Недостатком известного устройства является невозможность вычислять функции с изменяющимися коэффициентами.

Наиболее близко к предлагаемому цифровое устройство для вычисления гиперн болических функций, содержащее генератор 1мпульсов, выход которого подсоединен к первому входу ключа, второй вход которого подключен к шине запуска ус-рройства; последовательно соединенные делитель аргумента и счетчик аргумента; последовательно соединенные делитель длины участка аппроксимации, элемент задержки и счетчик участков аппроксимации, последовательно соединенные двухкаскадный управляемый делитель, двоичный умножитель и счетчик результата, причем вход записи коэффициента деления, входы установки деления первого и второго каскадов двухкаскадного управляемого делителя подключены соответственно к выходу первого счетчика числа участков аппроксимации соответственно, выход ключа соединен с первыми входами делителя аргумента, делителя длины участка аппроксимации и двухкаскадного управляемого делителя 23.

Недостатком указанного устройства является невозможность вычислять периодические функции (с положительным к отрицательным наклоном).

Цель - расщирение функциональных возможностей устройства за счет вычисления функций с положительным и отрицательным наклоном. Цель достигается тем, что в устройство введе 1Ы формирователь импульсов, элементы И, две группы элементов И, элементы ИЛИ, триггер, схема с равнения первая группа входов которой подключена ко входам счетчика аргумента, а выход к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к шине управления устройства, а выход - ко второму входу ключа, выход схемы сравнения через формирователь им.пульсов соединен со счетным входом триггера, установочные входы которого соединены с шинами начальной установки наклона функции, входы элемента ИЛИ подключены к выходам эле ментов И первой и второй групп, первые входы которых подключены соответственно к шинам ввода минимального и максимального значений аргумента, а вторые входы подключены соответственно к вуле вому и единичному выходам триггера, к отрицательной и положительной шинам управления знаком счета делителя аргуме та, счетчика аргумента, делителя длины участка аппроксимации счетчика участков аппроксимации, счетчика результата. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства, на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая работу схемь. Устройство содержит генератор 1, ключ 2| делитель аргумента 3, счетчик аргумента 4, делитель участков аппроксимации 5, элемент задержки 6, счетчик числа участков 7, двухкаскадный управля емый делитель 8, двоичный умножитель 9, счетчик результата 10, схему сравнения 11, формирователь 12, триггер 13, элемент ИЛИ 14, группу элементов И 15, группу элементов И 16, элемент И 17, шину управления 18, шину-запуска 19, шину ввода минимального значения аргумента 20, шину ввода максимально- го значения аргумента 21, шины начальной установки вида функции 22, 23, вход записи коэффициента деления 24, вход установки коэффициента деления 25. Устройство работает следующим образом. Перед пуском в устройство вводят экстремальное значение функции V/VAOKC 2 Kjв зависимости от наклона воспроизводимой функции, где масштабный коэффициент в счетчик 10 .результата на шинах 20 и 21 устанавливаются экстремальные 314 1ЧРН11Я аргументаХ,ц к. и гдо к -м/1С итабный коэффици лакс 4ент; триггер 13 устанавливается в положение, соответствующее наклону воспроизводимой функции (в единичное при -I-K и в нулевое при -к); в счетчик 4 участков вводят число И , соответствующее началь ной точке воспроизведения функции, а в регистр первого каскада двухкаскадного делителя 8 - число n-l; коэффициент к деления делителя 3 аргумента определяет дискретность ввода аргумента; коэффициент к деления делителя 5 длины участка аппроксимации равен KJ -AX-K., гдедх постоянный шаг аргумента между узлами аппроксимации; коэффициент к j умножения двоичного умножителя 9 равен к.. -л ДХ Kg, где а - параметр воспроизводимой функции V г а /ХПредположим, что устройство отрабатывает гиперболическую зависимость с от рицательным наклоном на участке А (фиг. 2). Тогда исходным состоянием триггера 13 является единичное; в регистр первого каскада делителя 8 записана единица; в счетчик 7 участков аппроксимации записана единица и, поскольку его выходы подключены непосредственно ко входам второго каскада делителя 8, коэффициенты деления первого и второго каскадов делителя 8 в исходном состоянии равны единице; в счетчик 10 результата записано число вхои 18 подан запрещающий сигнал, соответствующий воспроизведению периодической функции, как показано на фиг. 2. При подаче сигнала на шину 19 ключ 2 запуска открывается, и импульсы с генератора 1 поступают на объединенные входы делиттеля 3 аргумента, делителя 5 длины участ ка аппроксимации, на вход двухкаскадного управляемого делителя 8, В момент каждого переполнения делителя 5 на вход 24 записи кода в первый каскад управляемого делителя 8 поступает импульс, разрешающий запись числа счетчика 7 в регистр первого каскада через вход 25. Этот же импульс поступает через элемент 6 задержки в счетчик 7 и увеличивает число, находящееся в нем, на единицу. Таким образом коэффициент деления первого каскада управляемого делителя 8 на единицу меньше коэффициента деления второго каскада (KQ, t n--f и KQ, г и соответственX 1тГ2В зависимости от номера ц участка аппроксимации коэффициенты Кл- и к л, первого и второго каскадов соо.ветс.твенно принимают следующие значения: С управляемого делителя 8 импульсы поступают в двоичный умножитель 9, где приводятся к заданному масштабу, а затем на счетчик 10, работающий в режиме вычитания. В момент равенства числа в счетчике 4 аргумента коду наибольгшего значения аргумента , подаваемому через группу элементов И 16 на входы схемы 11 совпадения, на выходе схемы сравнения 11 появляется сирнал, поступающий через формирователь 12 на триггер 13 и устанавливающий ег в нулевое состояние. В результате этого блоки 3, 4, 5, 7 переводятся в режим вычитания, счетчик 10 - в режим с ложения, а на входы схемы сравнения 11 под ется код минимального значения аргумента x.. через группу элементов 14. С этого момента устройство воспроизводит гиперболическую зависимость на участке Б (фиг. 2), В момент равенства кода в счетчике 7 коду минимального зн чения аргумента х„, -к. триггер 13 вновь подключается, и устройство воспро изводит гиперболическую зависимость на участке В (фиг. 2). Работа устройства может быть прекра щена в момент равенства кода в счетчике 7 промежуточному значению аргумента , установленному на входах одной из групп элементов И 15 или 16, Для этог , на шину 18 подается разрешающий сиг нал, и при появлении сигнала со схемы 11 совпадения кодов ключ 2 закрывается. Такое выполнение устройства обеспечивает возможность воспроизведения как растущих, так и падающих гиперболических зависимостей с ограничением по экстремальному значению аргумента. л а изобретения Цифровое устройство для вычисления гиперболических функций, содержащее генератор импульсов, выход которого noftсоединен к перяюму входу ключа, второй вход которого подключен к щине запуска устройства, последовательно соединенные делитель аргумента и счетчик аргумента; последовательно соединенные делитель длины участка аппроксимации, элемент задержки и счетчик участков аппроксимации; последовательно соедине Гные двухкаскадный управляемый делитель, двоичный ук ножитель и счетчик результата, причем вход записи коэффициента деления, входы установки коэффициента деления первого и второго каскадов двухкаскадного управляемого делителя подключены соответст венно к выходу делителя длины участка аппроксимации и к первому выходу счет чика числа участков аппроксимации соот ветственно, выход ключа соединен с первыми входами делителя аргумента, делителя длины участка аппроксимации и двухкаскадного управляемого делителя, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет вычисления функций с положительным наклоном, оио содержит формирователь импульсов, элемент И, две группы элементов И, элемент ИЛИ, триггер, схему сравнения, первая группа входов которой подключена к выходам счетчика аргумента, а выход - к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к шине управления устройства, а выход - ко второму входу ключа, выход схемы сравнения через формирователь ик пульсов соединен со счетным входом триггера, установочные входы которого соедийены с шинами начальной установки вида наклона функции, входы элемента ИЛИ подключены к выходам элементов И первой И второй групп, первые входы которых подключены соответственно к шинам ввода минимального и максимального значений аргумента, а вторые входы подключены соответственно к нулевому и единичному выходам триггера, к отрицательной и положительной шинам управления знаком счета делителя аргумента, счетчика аргумента, делителя длины участка аппроксимации, счетчика участков аппроксимации, счетчика результата. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР М) 318940, кл. Q 06 F 7/38, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 538367, кл. Q 06 F 15/34, 1976.

пакс -«

ми.н

накс.нин. fut.2