Устройство для вычисления параболических функций Советский патент 1982 года по МПК G06F7/552 

Предложение относится к вычислител ной технике, а именно к устройствам развертывающего восщ оизведеняя функций на основе полигональной аппроксимации и может быть использовано в спеш1ализщ}оваш{ых вычислител51х, в функциональных преобразователям измерительной информации, и т.п.. Известно устройство для восщюизведения квадоатичных функций, содержащее генератор, узел запуска, делитель аргумекга, счетчик аргумента депитель длины участка, счетчик ,участков, двоичный умножитель, трйгг, схему ИЛИ, второй двоичный умножитель и счетчик результата l. Недостатком данного устройства явля ется ограниченный класс решаемых задач. Наиболее близким по технической сущ кости к данному является устройство дл воспроизведения кусочно-линейных функций, обладающее более щцрокими функциональными возможностями за счет вос щ}оизведения квадратичных н кубичных парабол, содержащее генератсф импульсов, ключ, делитель агрумента, делитель длины участков, счетчик номера участка, первый и двоичные счетчики, первую и вторую группы элемешов И, триггер, элемент ИЛИ, элемент задержки, счетчик результата и накапливающий сумматор, Щ}ичем выхоа генератора импульсов соединен с инфсфмационным входом ключа, выхоа которого соединен со входами делителя аргумента, делителя длины участков и первого двоичного счетчика, выход которого соединен с входом первого тригг а, входы элемента ИЛИ соединены с выходом первого триггера и выходами элементов И первой группы, первые и вторые входы элементов И которой соединены соответственно с выходами разрядов первого дво ичного счетчика и счетчика номера участка, вход которого соединен с первым выходом делителя дтшны участков, выход делителя аргумента через счетчик аргумента соед1шен с первым утравляющим входом ключа, .выход элемента ИЛ соединен с входом второго двоичного счетчика, выход элемента задержки соединен с входом счетчика результата, выход которого соединен с информационным Входом накапливающего сумматора 2. Его недостатком является ограниченная точность. Из 145инципа действия уст ройства следует, что функция погрешнос ти имеет п иодический характер и при. нимает нулевые значения в узлах аппоксимации, поскольку узлы совпадают с исходной функцией. Погрешность же вое произведения функции, формируемой с помощью шггегрирования, накапливается с ростом номера участка, что является недостатком данного устройства. Целью изобретения является повышение точности. Постааленная цель достигается тем, НТО в устройство содержащее генератор импульсов, ключ, делитель аргумента, делитель длины участков, счетчик номер участка, первый и второй двоичные счет чики, первую и вторую группы элементов И, первый триггер, элемент ИЛИ, элемент задержки, счетчик результата и накапливающий сумматор, причем выХОД генератора импульсов соединен с ннффмациоцным входом ключа, выход которого соедннен с входами делителя гуменТа, делителя длины участков и первого двоичного счетчика, выход которого соединен с входом первого триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходом триггера и выхрдами элементов И первой группы, первые и вторые входы элементов И которой соедянены соответственно с выходами разрядов первого двоичного счетчика и счетчика номера участка, вход которого соединен с выходом делителя длины участков, выход делителя аргумента через счетчик аргумента соединен с утфавляющим входом ключа, выход элемента ИЛИ соединен с входом второго двоичного счетчика, выход элемента задержки соединен с входом счетчика результата, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора дополнительно введены третья группа элементов И, второй триггер, шифратор и сумматф импульсов, щзичем второй управляющий вход ключа соединен с входом запуска устройства и первым входом BTqporo триггера, второй вход которого соедиен со вторым выходом делителя длины участков, выход второго триггера соеинен с входом шифратора и входом утфавления режимом сумматора импульсов, информационные входы соединены с выходами элементов И второй и третьей групп, выходы двоичного счетчика соединены с первыми входами элементов И втсрой и третьей групп, втсрые входы элементов И второй группы соединены с управляющими входами устройства, вторые входы элементов и третьей группы соединены с выходами шифратора, выход сумматора импульсов соединен со входом элемента задержки и управляющим входом накапливающего сумматора, выходы счетчика результата и накапливагсадего сумматс а являются выходами устройства. На фиг. t приведена структурная схема устройства; на фиг. k - диаграмма, поясняющая 1финцип коррекции. Устройство содержит 1 импульсов, ключ 2, делитель 3 аргумента, счетчик 4 аргумента, делитель 5 длины участка:, счетчик 6 номера участка, двоичный счетчик 7, группу элемевгов И 8, триггер 9, элемент 10 ИЛИ, двоичный счетчик li, группы 12 а 13 элементов И, сумматор 14 импульсов, элемевгг 15 задержки, счетчик 16 результата, триггер 17, щифратср 18 накапливающий сумматор 19, вход 2О пуска, вход 21 останова, выходы 22 и 23 воспроизводимых функций. Делитель длнны участка Выполнен двухкаскадным с коэффициентом деления второго каскада равным 2, Устройство работает следующим образом. При подаче сигнала пуска, на вход 2.О устанавливается в едшшчное положение триггер 17 и отпирается ключ 2, в результате чего импульсы с выхода генератора 1 начинают поступать на входы делителя 3 аргумента делителя 5 /:йины участка а двоичного счетчака 7. С этого момента устройство осуществляет восщюизведение ква фатачной а кубической парабол на первом участке полигональной аппроксимации. Приншш коррекцаи. погрешноста, реализованный в предложенном устройстве, заключается в следующем. С помощью шифратсфа 18 н грунпы 13 элемента И на участке коррекцаи фсфМ1фуется число-ампульсная последовательность (фаг. 2в), которая вычитается в сумматоре 14 импульсов аз основной последоватепьности, поступающей с объединенных выходов группы 12 элементов И (фиг. 26). Суммарная ломаная (фиг. 2г пересекает исходную функцию (фиг. 2а) таким образом, что на первом- участке коррекции образуется два экстремума, погрешности, равные половине экстремума полигональной аппроксимации. На середине основного участка аппрокси мации (в момет- окончания первого участка коррекции) со второго выхода делителя 5 длины участка поступает сигнал, устанавливающий тригг 17 в нулевое состояние, в результате чего режим сумматора 14 импульсов переключается на щ отивоположный, а на входы элементов И 13 подается код BTqooro участка коррекции. Суммарная ломаная снова пересекает исходную кривую и заканчивается в узле апщ}окснмации, после него цикл работы схемы .коррекции повторяется. Как слеоует из фиг. 2, суммарная ломаная аппроксимирует исходную функцию в чебышевском смысле, т.е. с двукратной переменной знака погрешности между основными уз ми аппроксимации. Именно это обстоятельствоОбуславливает изменение характера погрешности, а именно функция погрешности становится знакопеременно а величина угловых коэффициентов корре тирующей функции рассчитываются таким образом, что площади, описываемые функцией погрешности с разными -. знаками, были равны. Поскольку радиус кривизны кващ атичной параболы постоянный, то два числа кода угловых коэф фициентов кфрект1фующей функции обес печивает описанную ксфрекцию на всех участках аппроксимации. Формула изобретения Устройство для вычисления параболи ческих функций, содержащее генератор импульсов, ключ, делитель аргумента, делитель длины участков, счетчик номера участка, первый и двоичные счетчики, первую и группы элемешов И, первый триггер, элемент ИЛИ элемевг задержки, счетчик результата и накапливающий сумматор, 1фичем выход генератора импульсов соединен с информационным входом ключа, выход которого соединен со входами делителя аргумента, делителя длины участков и первого двоичного счетчика, выход которого соединен с входом первого триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходом первого триггера и выходами элементов И первой группы, первые и вторые входы элементов И которой соединены соответственно с выходами разрядов первого двоичного счетчика я счетчика участка, вход которого соединен с первым выходом делителя длины участков, выход делителя вргумея та через счетчик аргумента соединен с первым утфавляющим входом ключа, выход элемента ИЛИ соединен с входом го двоичного счетчика, выход элемента задержки соединен с входом счетчика результата, выход соединен с инфсфмацнвнным входом накапливающего сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третья группа элементов И, второй тригг, ши4рв1тор и суммат ч импульсов, причем второй утфавлякший вход ключа соединен с входом запуска устройства и входом второго триггера, второй вход которого соединен со вторым выходом делителя длины участков, выход-второго тригг а соединен с входом шифратора и входом у1фавления режимом сумматора импульсов, информационные входы которого соединены с выходами элементов И второй и третьей групп, вы ходы второго двоичного счетчика соединены с первыми входами элементов И Второй и третьей групп, вторые входы элементов И второй группы соединены с управляющими входами устройства, вторые вхооы элементов И третьей группы соединены с выхооами шифратора, выход сумматора импульсов соединен со: Входом элемента задержки в у1фавляющвм входом накапливающего сумматора, выходы счетчв;. ка результата в вакашшвающего сумматор являются выходами устройства. Источника виформацвн, принятые во внвмаине прв якспертвза 1.Авг эское СЕвовгельство СССР М 561961, кл. Q Об F 7/38, 1977. 2.Авторское сввоетельство СССР по заявке № 2660930/18-24, 21.08.78 (прототвп).

fa-S

u-a.

.;

1