Устройство для извлечения корня четвертой степени (варианты) Советский патент 1981 года по МПК G06F7/552 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в счетно-клавишных и настольных вычислительных машинах, в измерительных приборах и системах управления.

Известно устройство для извлечения корня четвертой степени, содержащее элемент ИЛИ и счетчик D Недостатком этого устройства является сложность его схемы, т.е. оно содержит три сумматора, три элемента И, триггер и формирователь импульсов.

Наиболее близким по. технической сущности к предлагаемому является устройство для извлечения корня чет вертой степени, содержащее блок вычитания первого импульса из серии, управляемый делитель частоты с коэффициентом деления К, элемент ИЛИ и счетЧ11к Г2 .

Однако известное устройство имеет недостаточной быстродействие и сложность.

Цель изобретения - повьшение быстродействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для извлечения корня четвертой степени, содержащее блок вычитания первого импульса из серии, управляемый делитель частоты с коэффициентом деления К (где К - целое число}, элемент ИЛИ, к выходу ;которого подключен вход счетчика резуль10тата, содержит блок выделения и вычитания первого импульса и последовательно соединенные делитель частоты на четьфе и управляемый делитель частоты с коэффициентом деления с i , выISход которого подключен к nepBOMV входу элемента ИЛИ и к входу сброса блока вычитания первого импульса из серии, выходы разрядов счетчика результатов подключены к соответствую2Сщим входам управляемого делителя частоты с коэффициентом деления и ко входам, начиная со второго, управляемого делителя частоты с коз1)фи1Ц1ентом деления К, к входу первого разряда которого подключен источник логической единицы, вход делителя частоты на четыре соединен с выходом блока вычитания первого импульса из серии, подключенного входом к выходу управляемого делителя частоты с коэффициентом деления К, вход котррого соединен с первьм выходом выделения и вычитания первого импульса, второй вьгход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, а вход является входом устройства. Вариант вьтолнения устройства для извлечения корня четвертой степени отличается тем, что в нем цепочка из последовательно соединенных делителя частоты на четыре и упраляемого де-лителн частоты с коэффициентом деления Si заменена на цепочку из последовательно соединенных делителя частоты на два и управляемого делителя частоты с коэффициентом деления 2Ci. При этом, управляемый делитель частоты с коэффициентом деления Si выполнен в виде последовательно соединенных управляемого делителя частоты с коэффициентом деления К и управляемого делителя частоты с коэффициентом деления К+1, разрядные входы которых являются входами упра ляемого делителя частоты, вход управ ляемого делителя частоты с коэффициентом К и выход управляемого делител частоты с коэффициентом деления К+1 являются соответственно входом и выходом управлемого делителя частоты. Кроме того, управляемый делитель частоты с коэффициентом делеш1Я К+1 выполнен в виде последовательно соединенных вычитателя первого импульса из серии и управляемого делителя час тоты с коэффициентом деления 4К, выход которого подключен к входу сброс вычитателя первого импульса из серии и является выходом управляемого дели теля частоты, разрядные входы управляемого делителя частоты с коэффициентом деления К и вход вычитателя первого импульса из серии являются соответствующими входами управляемог делителя частоты. На фиг.1 и 2 представлены схемы в риантов предлагаемого устройства; на фиг.З и 4 - варианты выполнения управляемого делитетут частоты с коэф фициентом деления 2 С i (к варианту на фиг.2). 9. 4 Устройство осуществляет извлечение корня четвертой степени из количества импульсов, подаваемых на его вход. Извлечение корня заканчивается с приходом на вход устройства последнего импульса из заданного количества импульсов, что и определяет высокое быстродействие устройства. Устройство содержит вход 1 устройства, блок 2 выделения и вычитания первого импульса, управляемый делитель частоты (УДЧ 3 с коэффициентомделения К, заданное на входах управления УДЧ 3, блок 4 вычитания первого импульса из серии, делитель 5 частоты на четыре, УДЧ 6 с коэффициентом делениям-), элемент ИЛИ 7. счетчик 8 результата, вход 9 младшего разряда УДЧ 3, на который постоянно подан сигнал 1 (константа IV (фиг. 1) . Кроме того, устройство содержит делитель 10 частоты на два, управляемый делитель 11 частоты с коэффициентом 2 Ci (фиг.2), входы 12, УДЧ 13с коэффициентом К, УДЧ 14 с коэффициентом деления К+1, вычитатель 15 первого импульса из серии, УДЧ 16 с коэффициентом К, вход 17 и выход 18 (фиг.З и 4;. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии в счетчике 8 записано число О, коэффициент деления УДЧ равен 1, так как на его вход 9 подан сигнал 1. Подача первого импульса на вход 1 устройства приводит к его выделению на выходе блока 2 выделения и вычитания первого импульса. Этот импульс через элемент ИЛИ 7 поступает на счетчик -8 и увеличивает записанное в нем число до значения 1, при этом коэффициент деления УДЧ 3 становится равным 3. Второй поданный на вход 1 импульс проходит через блок 2 на вход УДЧ 3, но не проходит на его выход. Следующие импульсы с 3 - 16 проходят через блок 2 на УДЧ 3 и формируют на его выходе пять импульсов. Первый из этих пяти импульсов вычитается блоком 4, остальные четыре импульса поступают на вход делителя 5 частоты на четыре, на выходе которого формируется один импульс. Этот импульс поступает на вход УДЧ 6, коэффициент деления которого равен . На его выходе формируется импульс,сбрасыва|ющий блок 4 в исходное состояние и увеличивающий записанное в счетчике 8 число до значения 2. Таким обра зом, после подачи на вход 1 устройства одного из шестнадцати импульсо в счетчике 8 сформировались числа соответственно 1 и 2, т.е. коре четвертой степени из 1 и 16. Следующие-импульсы 17 - 81 (всего 65 импульсов) проходят через блок 2 на вход УДЧ 3, коэффициент деления которого равен пяти. На выходе УДЧ 3 формируется тринадцать импульсов, первый из этих импульсов вычитается блоком 4, остальные двенадцать- поступают на делитель 5 частоты, на выходе которого формиру ся три импульса, поступающие на вхо УДЧ 6,«коэффициент деления которого равен 23-1 3. На выходе УДЧ 6 форми руется импульс, который сбрасывает блок 4 в исходное состояние и увеличивает число в счетчике 8 до значения 3. Таким образом, в предлагаемом устройстве импульсы распределяются на группы. Каждая группа отделена от другой группы импульсов, формирующимся на выходе элемента ШШ 7. Распределение поступаюнщх на вход 1 импульсов на группы показана в таблице. Из таблицы видно,что наибольший номер импульса в любой груп пе равен четвертой степени номера группы, следовательно, устройство извлекает из количества поданных на его вход импульсов корень четвертой степени. Коэффициент деления УДЧ 3 - это ряд нечетных чисел. Этот ряд реализуется подключением УДЧ 3 к счетчику 8 и подачей на вход 9 младшег разряда УДЧ сигнала 1. Коэффиицент деления УДЧ 6 - это ряд чисел, где К 1,2,3,4,5,... целые числа. В предлагаемом устройстве последовательно соединенные делитель 5 частоты на четыре и УДЧ 6 с коэффициентом деления Ci могут быть выполнены варианты в виде последовательно соеда1ненных делителя частоты на два и УДЧ с коэффициентом деления 2i;i Устройство содержит (вариант) вход 17, выход 18, вход 12, УДЧ 13с коэф(}шциентом деления К и УДЧ 14 с коэффициентом деления К+1, выполненный в виде последовательно соединенныхвычитателя 15 первого импульса из серии и УДЧ 16 с коэффициентом деле-; ния К.jj УДЧ с коэффициентом деления 2Si (фиг.З и фиг.4у) работает следуюпщм образом. Частота импуль.сов, поданная на вход 17 УДЧ делится на КХ (К+1} . Так как К (К+1) 2 С-I , еледовательно, устройство фиг.З и 4 есть действительно УДЧ с коэффициентом 2 S: 1 . УДЧ 14 с коэффициентом деления K+l работает следующим образом. Первый из поданных на вычитатель 15 импульсов не проходит на УДЧ 16, следующие К импульсов (с второго по K+1J проходят через вьрштатель 15 на вход УДЧ 16 и формируют на его выходе импульс, который сбрасывает вычитатель 15 в исходное состояние. Технический эффект предлагаемого устройства - более высокое быстродействие и простота,схемы устройства по сравнению с известным.

1 О

1 15 1

2-16 65 2

17-81

О 1 3

2 3

Формула изобретения

ходом блока вьщеления и вычитания первого импульса, второй выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, а вход является входом устройства.

ключен к первому входу элемента ИЛИ и деления 2 Si , выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ и к входу сброса блока вычитания первого импульса из серии, выходы разрядов счетчика результатов подключены к соответствующим входам управляемого делителя частоты с коэффициентом деления 2 Ci и ко входам, начиная со второго, управляемого делителя частоты с коэффициентом деления К, к входу первого разряда которого подключен источник логической единицы, вход делителя частоты на два соединен с выходом блока вычитания первого импульса из серии подключенного входом к выходу управ ляемого делителя частоты с коэффициентом К, вход которого соединен с первым выходом блока выделения и вычитания первого импульса, второй выход которого соединен со вторым входом эл 1мента ИЛИ, а вход являетс входом устройства. 3. Устройство для извлечения кор четвертой степени по п.2, о т л и чающе е с я тем, что управляемый делитель астоты с коэффициентом деления 2 Si выполнен в виде последовательно соединенных управляемого делителя частоты с коэффициентом деления К и управляемого де лителя частоты с коэффициентом деления К+1, разрядные входы которых являются входами управляемого делителя частоты , вход управляемого делителя частоты с коэффици ентом К и выход управляемого делите ля частоты с коэффициентом деления К+1 являются соответственно входом и выходом управляемого делителя час тоты. 9.10 , 4. Устройство для извлечения корня четвертой степени, пп.2 и 3, о тличающееся тем, что управляемый делитель частоты с коэффициентом деления К+1 выполнен в виде последовательно соединенных вычитателя первого импульса из серии и управляемого делителя частоты с коэффициентом деления 4К, выход которого подключен к входу сброса вычитателя первого импульса из серии и является в лсодом управляемого делителя частоты, разрядные входы управляемого делителя частоты с коэф(} 1циентом деления К и вход вычитателя первого импульса из серии являются.соответствующими входами управляемого делителя частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 541169, кл. G 06Р 7/38, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2867784/18-24, кл. G 06 F 7/552, 13.11.79 (прото тип).

/

-А

Фиг.З

QO

iu

/J

4

.