Устройство для возведения в степень Советский патент 1980 года по МПК G06G7/20 

1

Изобретение отнсх;ится к вычиспитепьной технике и может быть использовано в аналоговых и цифроаналоговых вычислительных машинах.

Известное устройство для возведения в степень выполненное на интеграторах, позволяет получать только целочисленные значения степени l

Наиболее близким к изобретению rio технической сущности является устройство для возведения в степень, содержащее первый интегратор, вход которого подключен к выходу ключа, нуль-орган, первый вход которого соединен с источником входного напряжения, а выход подключен к управляющему входу ключа, и второй интег;ратор Г21 . Известное устройство для возведения в степень дополнительно содержит блок пересчета и пиковый детектор.

Недостаток устройства - невозмонсность получения дробных и отрицательных степеней входного напряжения.

Цель изобретения заключается в рас, ширении класса решаемых задач.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два блока сложения, два блока вычитания, два блока умножения, два делителя,- инвертор и два дополнительных ключа, причем входы делителей соединены с источником постоянного напряжения, выход каждого делителя подключен к первому входу соответст10вующего блока сложения, выход первого блока сложения подключен к первому входу первого блока умножения и через первый дополнительный ключ и через после- довательно включенные второй дополни15тельный ключ и инвертор соединен со входом ключа, выход второго блока сложения соединен со входом второтю интегратора и первым входом второго бпока умножения, выход каждого блока умножения

20 через соответствующий вы читатель, подключен ко второму входу соответствующего сумматора, выходы которых соединены со вторым входом соответствующего вычита37.3i

топя, пыход lUj.Boro 1 ИТ01|) ггопкиюЧОИ ко входу ОЛОКП уМИОЖОШ1Я, а выход второго интетршторп соол нен с вторым входом nojjBoro блока умножоипя и вторым входом 1гуп -органа.

Ма чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для возведения в степень содержит делители 1 и 2 блоки, 3 и 4 сложе)шя, блоки 5 и 6 вычита1шя, дополнительные ключи 7 и 8, инвертор 9, 1 льорган 10, ключ 11, интеграторы 12 и 13, блоки 14 и 15 умножешш.

При этом выход делителя 1 соединен с первым входом блока 4 споже1шя, второй вход которого подключен к выходу блока 6 вычитания, первый вход которого соедишен с выходом блока 4 сложения и с входом интегратора 13, а второй вход подключен к выходу блока 15 умножения, первый вход которого соединен с выходом интегратора 12, а второй вход нодкгаочен к входу интегратора 13, выход KOTOfioro соединен с первым входом нульоргана 1О и первым входом блока 14 умножения, второй вход которого подключен к входу ключа Тик выходу блока 3 сложения, первый-вход которого соединен с выходом делителя 2, а второй вход подключен к выходу блока 5 вычитания, первый вход которого соединен с выходом блока 14 умножения, а второй вход подк;почен к входам ключей 7 и 8, выход которого соединен с входом инвертора 9, выход которого подключен к выходу ключа 8 и к первому входу ключа 11, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа 1О, а выход подключен к входу интегратора 12.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости возведения напряжения в положительную дробную степень ключ 7 закрыт, а ключ 8 открыт. Напряжение U, которое нужно возвести в степень, подается на второй вход нуль-органа 10. В делителе 1 устанавливается коэффициент деления К равньтй числителю дробной степени, а в делителе 2 устанавливается коэффициент деления К, равный знаменателю дробной степени.

На входы делителей 1 и 2 подается постоянное напряжение UQ

Напряжения на выходах делителей оп{эеделяются выражениями

и,-,.и,.; (i)l2

Напряжения Uo и 1 поступают на входь; блоков 3 и 4 сложе1П1я, на другие

входы KOTojibix поступают напряжения О eft) и Ur (t)c выходов блоков 5 и в В)Г1Итания. Напряжения на В,1ходах блоков 3 и 4 равны

10.0.05.), ).(4() Напряжения на выходах блоков 5 и 6 определяются разностью напряжений, поступающих на их входы и равны

(-)

uga)-u,,(), (6)

ujt-)--U4ttv 5(t

()и и C-fc, - напряжения, поступающие с выходов блоков 14 и 15 умножения соответственно.

Подставляя выражения (1) в (4),(2) в (3), а затем полученные равенства в (в) и (5) получим

Ug(t)(t)-U,,(a(7j

Н4

()

SJf,Ctbi UAO-U (-t).

15

Uo

Uc

, u, (9), (I)

Или

Напряжения на выходах блоков 14 и 15 определяются произведением напряжений, поступающих на их входы

(,,, Ц5Ы- идС-Ь)Ц2С-Ь), С),()

где Ц.„СЬ)и U,j(t)- напряжения на выходах интеграторов 12 w 13 соответственно

Подставляя выражения (11) в (9) и (12) в (10), получим

)-Ц,,а) - -, U4((t - Оз), (/,)

Напряжения на входах интеграторов 12 и 13 связаны с напряжениями на -их выходах выражениями

)du.ct) ,, ,

ujt) u,w--- ()

dt

dt

Подставляя равенства (15) в (13) и(1б) в (14), имеем

-Ч,(- -„.-

Разделив уравнение (17) на уравнение (18), получим

ц,,а аи-12а i

г/9) К2,

или

) . Ки dOftto

(20)

Ца

в момент начала преоьразования в устройстве на выходах И1ггеграторов 12 и 13 устанавливается напряжеюте Уц. В момент, когда величина напряжения на выходе интегратора 13 достигает величины U)(j нуль-орган 10 закрыиаот ключ 11 и процесс возведения на11Г1Яжеш я Uv в степень заканчивается. 11рои гтог||11 1овав дн44 ренииапьное у)а1шение (20) с подстановкой предепоВ будем иметь r dOtiiAi м.р и„ SL где Up -результирующее напряжение на выходе интегратора 12. .Отсюда ,,, е,п -е,ии„----(. 1 Дальше п .е„ (.) , ) Следовательно При необходимости возведения напря жения в отрицательную дробную степень ключ 8 закрыт, а ключ 7 открыт. Вследствие включения в цепь напряжения с выхода блока 3 на вход интегратора 12, инвертора 0, уравнение (15 примет вид dUuW .Л4 1 f u,,(t Произведя преобразования аналогичные выщеогШсанным, получим ) . Kj d.Ui,a) К и (t) После интегрирования равенства (27) б дем иметь (2&) Как видно из выражений (25) и (28 устройство обеспечивает возведение напряжения и в дробную, полож тельную или отрицатопьную степень, расширяет класс рснпаомых задач. что 25 бретения р м у п а Устройство для возведения в степень, содержащее первый интегратор, вход которого подключен к выходу ключа, нульорган, первый вход которого соединен с источником входного напряжения, а выход подключен к управляющему входу ключа, и второй илтеграгор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширение класса решаемых задач, устройство содержит два блока сложения, два блока вычитания, два блока умножения, два делителя, инвертор и два дополнительных ключа, причем входы делителе соединены с источником постоянного напряжения, вы ход каждого делителя подключен к первому входу соответствующего блока сложения, выход первого блока сложе шя под- ключен к первому входу первого блока умножения и через первый дополнителв ный ключ и через последовательно включенные второй дополнительный ключ и инвертор соединен со входом ключа, выход второго блока сложения соединен со входом второго интегратора и первым входом второго блока умножения, выход каж дого блока умножения через соответствующий вычитатель подключен ко второму входу соответствующего сумматора,.выходы которых соединены со вторым входом соответствующего вычитателя, выход первого интегратора подключен ко второму входу второго блока умножения, а выход второго интегратора, соединен с вторым входом первого блока умножения и втооым входом нуль-оргара. Источники информации, пришггые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 3821О4, кл. Q 06 G 7/2О, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 393749, кл.О 06 Q 7/20, 1971 (прототип).