Вычислительное устройство Советский патент 1981 года по МПК G06G7/12 G06G7/20 

ляющим входом с шиной запуска, а вторые входы компараторов подключены к аналоговым шинам ввода аргументов, причем второй вход второго элемента И соединен через элемент задержки с вторым входом третьего элемента И и с выходом числонмпульсного экспоненциального генератора, вход которого подключен к выходу первого элемента И. Кроме этого, блок извлечения квадратного корня содержит входной и выходной счетчики и группу элементов И, подключенных первыми входами к цифровым выходам выходного счетчика, вторыми входами - к выходу элемента задержки, а выходами - к инверсным установочным входам соответствуюших разрядов входного счетчика, соединенного суммируюш,им входом с входом- блока извлечения квадратного корня, а выходом переполнения - с входом элемента задержки и с вычитаюшим входом выходного счетчика. На чертелсе изображена блок-схема устройства. Устройство содержит блок 1 извлечения квадратного корня, соединенный выходом с выходной шиной устройства, а входом - с выходом элемента ИЛИ 2. Шина запуска 3устройства подключена к управляющему входу экспоненциального генератора 4 напряжения и к первому входу первого элемента И 5, соединенного вторым входом с выходом генератора опорной частоты 6. Выход элемента И 5 нодключен к входу числоимпульсного экспоненциального генератора 7. Выход экспоненциального генератора 4напряжения соединен с первыми входами первого и второго компараторов 8 и 9, подключенных вторыми,входами соответственно к аналоговым шинам 10 и 11 ввода аргументов f/ix и Uix- Входы элемента ИЛИ 2 соединены с выходами второго и третьего элементов И 12 и 13, первые входы которых подключены к выходам компараторов 8 и 9. Второй вход второго элемента И 12 соединен через элемент задержки 14 с вторым входом третьего элемента И 13 и с выходом генератора 7. Блок 1 извлечения квадратного корня содержит входной и выходной Счетчики 15, 16 и группу элементов И 17, подключенных первыми входами к цифровым выходам счетчика 16, вторыми входами - к выходу элемента задержки 18, а выходами - к инверсным установочным входам соответствующих разрядов счетчика 15. Счетчик 15 соединен суммирующим входом с входом блока 1 извлечения квадратного корня, а выходом переполнения - с входом элемента задержки 18 и с вычитающим входом счетчика 16. Устройство работает следующим образом. Сигнал .запуска в момент времени 0 с щины 3 поступает на управляющий вход экспоненциального генратора 4 напряжения и отпирает элемент И 5, разрешая прохождение импульсов от генератора опорной частоты 6 на вход число-импульсного экспоненциального генератора 7. Генератор 4 вырабатывает напряжение f/i (t, поступаюшее на первые входы компараторов 8 и 9, U,(,e где УоИТ начальное напряжение и постоянная времени генератора 4. Одновременно с этим начинает работать генератор 7 (который, например, может быть выполнен на суммируюш,ем и вычитаюш,ем счетчиках и группе элементов И-ИЛИ), на выходе которого формируется поток импульсов, сумма которого Ni(t) равна / N,(t) где - начальное значение кода и постоянная временн генератора 7. Импульсы с выхода генератора 7 через элементы И 12, 13, открытые разрешающими сигналами с выходов компараторов 8 н 9, суммируются, на элементе Р1ЛИ 2. В моменты времени i и tz, соответствуюшие совпадению выходного напряжения генератора 4 с входными напряжениями {/ и Uzx на шинах 10 и 11, происходит срабатывание компараторов 8 и 9 и запирание элементов И 12 и 13. Задавая соответствующим образом исходные значения параметров генераторов 4 и 7 (например, Uu в, сек, и ,5 сек), получим, что количество импульсов, поступивших в процессе преобразования на вход блока I, равно A,(f/u..0. Эта последовательность импульсов в блоке 1 преобразуется в выходной код Лз, пропорциональный корню квадратному из суммы квадратов напряжений Vix и U xРабота блока 1 основана на циклических переполнениях счетчика 15, при которых из счетчика 16 вычитается импульс, а в счетчик 15 записывается инверсное значение кода 16. В исходном состоянии в счетчик 16 записывается код Лзмакс-1, в п старших разрядов счетчика 15 - инверсное значение кода Лзмакс-1, а в (n-fl)-ft младший разряд счетчика 15 - единица. Первое переполнение счетчика 15 происходит через 2Л змакс-1 входных импульсов. После этого из счетчика 16 вычитается один импульс, а в счетчик 15 записывается инверсия кода VsMaKc-2. Поскольку после первого переполнения счетчика 15 его младший триггер стается в единичном состоянии, то второе переполнение счетчика 15 произойдет через

2Л змакс-3 импульсов. Далее работа блока 1 по извлечению квадратного корня из числа импульсов NZ продолжается аналогично вышеописанному, причем для обеспечения при f/ix t/2a: 0 (т. е. когда на вход блока 1 поступает максимальное количество импульсов Л змакс) НбОбХОДИМО СОбЛЮдать соотношение Л змаке V Л амакс

Таким образом, рассмотренное устройство за счет введения новых узлов и связей между ними позволяет по сравнению с прототипом расширить функциональные возможности, а именно вычислять корень квадратный из суммы квадратов слагаемых, представленных в аналоговой форме. При этом совмеш,ение во времени операций преобразования формы входных аналоговых сигналов, возведения в квадрат, суммирования и извлечения квадратного корня позволяет обеспечить высокое быстродействие устройства.

Формула изобретения

1. Вычислительное устройство, содерл ащее блок извлечения квадратного корня, выход которого является выходом устройства, и первый элемент И, подключенный первым входом к шине запуска, а вторым входом - к выходу генератора опорной частоты, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, за счет извлечения корня из суммы квадратов слагаемых в него дополнительно введены экспоненциальный генератор напряжения, число-импульсный экспоненциальный генератор, компараторы, элемент задержки, второй и третий элементы И и элемент ИЛИ, подключенный выходом к входу блока извлечения квадратного корня, а входами - к выходам второго и третьего элементов И, первые входы которых соединены с выходами первого и

5 второго компараторов, подключенных первыми входами к выходу экспоненциального генератора напряжения, соединенного управляющим входом с шиной запуска, а вторые входы компараторов подключены к

10 аналоговым шинам ввода аргументов, причем второй вход второго элемента И соединен через элемент задержки с вторым входом третьего элемента И и с выходом число-импульсного экспоненциального генератора, вход которого подключен к выходу первого элемента И.

2 .Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок извлечения квадратного корня содержит входной и выходной счетчики

20 и группу элементов И, подключенных первыми входами к цифровым выходам выходного счетчика, вторыми входами - к выходу элемента задержки, а выходами - к инверсным установочным входам соответствующих разрядов входного счетчика, соединенного суммирующим входом с входом блока извлечения квадратного корня, а выходом переполнения - с выходом элемента задержки и с вычитающим входом вы30 ходного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 432493, кл. G 06 F 7/38, 1972. 35 2. Авторское свидетельство СССР № 585493, кл. G 06 F 7/38, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 394779, кл. G 06 F 7/38, 1970 (прототип).

/V;//;