Цифровое устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1980 года по МПК G06F7/38 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис- пользовано.в приборостроении, в частности в цифровых измерителях , характеристик случайных процессов.

Известно устройство 1} для извлечения квадратного корня на основе приближенного соотношения

,№2tV :

И«1

Оно не обеспечивает достаточной точностиоперации извлечения квадратного корня. Увеличение точности ,е возможно путем применения метода, последовательных приближений, однако при этом существенно увеличивается время вычисления.

Из известных устройств для из- 20 влечения квадратного корня наиболее близким по технической сущности и по достигаемому эффекту является цифровое устройство для извлечения квадратного корня, содержащее гене- 25 ратор импульсов, первый, второй и третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения/ делитель частоты, блок считывания, пркчем выход делителя частоты соединен с нхо- зо

дом третьего интегратора, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения, а вход сброс подключен к выходу второй схемы сравнения, выход первого интегратора подключен к второму входу второй схемы сравнения и к первому входу блока считывания, выход которого соединен с выходом устройства, а второй вход соединен с выходом первой схемы сравнения, первый вход которой соединен с входом устройства, а второй вход соединен с выходом второго интегратора 2.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, определяемое скоростью формирования ли- нейной развертки.

Целью изобретения является сокращение времени вычислений, путем замены линейной цифровой развертки на нелинейную с шагом, линейно зависящим от квадратичной.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены первый и второй злейенты ИЛИ, злемент задержки, триггер, элемент И, причем вы-, ход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен ко входу делителя частоты и входу второго интегратора, вход запуск устройства соединен с первыми входгини первого и второго элементов ИЛИ, а вторые входы соединены с выходом второй схемы сравнения и единичным входом триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с нулевым входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, выход второго элемента И соединен со входом первого интегратора.

Блок-схема устройства для извлечения квадратного корня представлена на чертеже.

Устройство состоит из генератора импульсов 1, элемента И 2, триггера 3, делителя частоты 4, первого, второго, третьего интеграторов 5, б, 7, первой и второй схем сравнения 8, 9, блока считывания 10, элемента задержки 11, первого и второго элементов ИЛИ 12, 13.

Устройство работает следующим образом.

Все интеграторы устройства устанавливаются в нулевое состояние. С приходом импульса запуск в интегратор 5 записывается единица, триггер 3 устанавливается в нулевое состояние , элемент 2 отк рывается и на интеграторы б, 7 проходят импульсы частоты и F, соответственно. При равенстве импульсов в интегратог pax 5, б срабатывает схема сравнения 8, выходной импульс которой устанавливает триггер 3 в единичное состояние и сбрасывает интегратор 6 в нулевое состояние. Прохождение импульсов через элементы.И 2 прекращается. Импульс от схемы 8, пройдя через элемент задержки через время fr возвратит триггер 3 в нулевое состояние и запишет в интегратор 5 единицу. С этргомомента рассмотренный цикл работы устройства повторяется. В момент достижения равенства количества импульсов на интеграторе 7 с . обрабатываемым числом N,i срабатывает схема сравнения 9. При этом приводится в действие блок считывания 10/ фиксирующий результат извлечения квадратного корня по состоянию интегратора 5.

Из принципа действия видно, то время каждого цикла извлечения квадратного корня переменно и равно

, С- --1ДД4...Ыу) Время извлечения квадратного корня равно

Для сравнения отметим, что в прототипе время каждого цикла йостоянно, а общее время вычисления равно

2

(2)

Из сравнения (1) и (2) видно, что предложенное устройство позволяет примерно в два раза сократить время вычисления.

Формула изобретения

Цифровое устройство для извлечения квадратного корня, содержащее генератор импульсов, первый, второй и третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения, делитель частоты, блок считывания, причем выход делителя частоты соединен с входом третьего интегратора, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения, а вход сброс подключен к выходу второй схемы сравнения, выход первого интегратора подключен к второму входу второй схемы сравнения и к первому входу блока считывания, выход которого является вы.ходом устройства, а второй вход блока считывания, соединен с выходом схемы сравнения, первый вход которой соединен с входом устройства, а второй вход соединен с выходом второго интегратора, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия, устройство содержит первый и второй элементы ИЛИ, элемент задержки, триггер, элемент И, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен ко входу делителя частоты и входу второго интегратора, вход запуска устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, а вторые входы соединены с выходом элемента задержки вход которого соединен с выходом второй схеюл сравнения и единичным входом триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с нулевым входом триггера, внаход которого подключен к второму входу элемента И, вызеод второго элемента ИЛИ соединен со входом первого интегратора.

Источники информации, ,принятые во внимание при экспертизе

1,Смоляков В.В. Цифровая измерительная аппаратура инфранизких частот,.М., Энергия, 1973,

с, 62-69, рис. 2-7.

2.Темников Ф. Е. и СлавиНский В. Л. Математические развертывающие системы, М., Энергия, 1970, с. 11 рис. 6-7.

.Зопдсн

15

П

.Л

W

I

1

N31