Устройство для возведения в степень Советский патент 1982 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в вычислител ных машинах. Известно устройство для возведения в степень, содержащее генераторы экспоненциальных напряжений, блок сравнения и ключевой элемент 1j. Недостатком такого устройства являются невысокие точность и быстродействие. Наиболее близким по техническому решению к предложенному является устройство для возведения в степень, содержащее генератор экспоненциально го напряжения, блок управления, филь рующий блок, инвертирующий блок, источник опорного напряжения, три ключа и переключатель, схему сравне ния 1г. Недостатком этого устройства явля ется низкое быстродействие. Цель изобретения - повышение быст родействия устройства. Поставленная цель достигается тест, что в устройство для возведения в степень, содержащее ключ, первый генератор экспоненциального напряжения, соединенный выходом с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с переключающим контактом двухпозиционного переключателя, один неподвижный контакт которого является входом устройства, а второй неподвижный контакт - выходом устройства, источник опорного напряжения, соединенный с входом опорного напряжения первого генератора экспоненциального напряжения и входом инвертирующего блока, фильтрующий блок, блок управления, введены трехпозиционный переключатель, генератор тактовых импульсов, второй генератор экспоненциального напряжения, блок переменного коэффициента передачи, запоминающий блок, в блок управления выполнен в виде первого и второго RS-триггеров и первого и второго элементов И, 9 причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом запуска первого и второго генераторов экспоненциального напряжения и S-входом первого Я5-триггера, R-вход первого RS-триггера соединен с выходом блока сравнения и с первыми входами первого и второго элементов И, вторые вхо которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого Я5-трйггера, выход первого элемента И соединен с управляющим входом ключа, переключающий контакт которого соединен с входом запоминающего блока, выход которого соединен с выходом устройства, а неподвижный контакт ключа подключен к выходу второг генератора экспоненциального напряжения , соединенного с выходом блока переменного коэффициента передачи, управляющий вход которого соединен с источником опорного напряжения, а первый вход через фильтрующий блок подключен к переключающему контакту трехпозиционного переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с входом инвертирующего блока первый и второй управляющие входы трехпозиционного переключателя соеди нены соответственно с прямым выходом первого ЯЗ-триггера и с прямым выходом второго RS-триггера, второй неконтакт трехпозиционного подвижный переключателя соединен с выходом инвертирующего блока, а третий неподвижный контакт соединен с шиной нулевого потенциала, а управляющий вхо двухпозиционного переключателя соеди нен с прямым выходом второго R.S-триг гера, 5-вход которого соединен с пе вым выходом первого R.S-триггера, а Я -вход - с выходом второго элемен та И. На фиг. 1 приведена фун.кциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу схемы. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 генераторы экспоненциального напряжения, источник 4 опорного напряжения, блок 5 переменного коэффициента передачи, двухпозиционный переключатель 6, блок 7 сравнения, трехпозиционный переключатель 8, блок 9 управления, ключ 10, запоминающий блок 11, фильтрующий-блок 12 инвертирующий блок 13, первый 1 и 4 торой 15 триггеры, первый 16 и торой 17 элементы И. Устройство работает следующим обазом. Сигналами с выхода генератора таковых импульсов 1 периодически заускаются первый 2 и второй 3 генераоры экспоненциального напряжения, ыходные сигналы которых имеют соотетственно вид и Ct),;, напряжение источника опорного напряжения k постоянные времени; коэффициент передачи блока переменного коэффициента 5. В исходном состоянии двухпозиционный переключатель 6 находится в поожении 1, и на вход блока сравнения 7 поступает входное напряжение. 9 Ц) V В момент равенства определяемый . v(-a), срабатывает блок сравнения 7, и его выходной импульс поступает в блок управления 9 с первого выхода которого поступает сигнал, замыкающий ключ 10. В результате выходное напряжение второго генератора 3 экспоненциального напряжения 11 (4-viLk V« «c/ o; Ug 1)-Ц)Кепкб -п. к Uo / , запоминается запоминающим блоком 11 и поступает на. выход устройства. Сигналом с третьего выхода блока управления переключатель 6 переключается в положение 2. К входу блока сравнения 7 подключается выходное напряжение устройства, которое для И 7 1 всегда меньше входного, и блок сравнения 7 снова срабатывает в момент времени r-v4-D /, Его выходной сигнал поступает в блок управления 9 и возвращает последний в исходное состояние, В результате работы блока-управления 9 на время t трехпозиционный переключатель 8 оказывается замкнутым в положение 1, на

время ( ) - в положение Пив остальную часть периода Т - в положение III. Кроме того, сигналом с трет,ьего выхода блока управления 9 на время (t,-t) переключатель 6 удерживается в положении 11.

Из равенства вольтсекундных площащей

(n-D-Vo-1 v(,)

с учетом (1) и (З)

v,x л(1ё)

Из сравнения (k) и (2 видно, что при условии Kppi 1 равенства совпадают, но равенство 2 формируется всегда за один такт работы схемы, поэтому быстродействие схемы значительно выше, чем известного устройства. Если почему-либо изменяются коэффициенты передачи -запоминающего блока 11 или параметры генератора 3 и ключа 10 то в результатеработы схемы на выходе фильтрующего блока 12 появляется напряжение, которое изменяет коэффициент передачи результате (с точностью до ошибки статизма выходные напряжения, определяемые (2) и (), окажутся снова равными.

Инвертирующий блок 13 имеет коэффициент передачи равный С 1) и им определяется величина показателя степени устройства. Если Vi 1 , то структура устройства сохраняется, но очередность переключения переключателя 6 изменяется на противоположную

Формула изобретения

Устройство для возведения в сте- 40 пень, содержащее ключ, первый генератор экспоненциального напряжения, соединенный выходом с первым входом блока сравнения второй вход которого соединен с переключающим контактом 45

двухпозиционного переключателя, один неподвижный контакт которого является входом устройства, а второй неподвижный контакт - выходом устройства, источник опорного напряжения, „. соединенный с входом опорного напряже -. ния первого генератора экспоненциального напряжения и входом инвертирующего блока, фильтрующий блок, блок управления, отли чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены трехпозиционный переключатель, генератор тактовых импульсов, второй генератор

экспоненциального напряжения, блок переменного коэффициента передачи, запоминающий блок, а блок управления выполнен в виде первого и второго RS-триггеров и первого и второго элементов И, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входами запуска первого и второго генераторов экспоненциального напряжения и S-входом первого RS -триггера, R-вход первого R5-триггера соединен с выходом блока сравнения и с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами- первого RS-триггера, выход первого элемента И соединен с управляющим входом ключа, переключающий контакт которого соединен с вхо дом запоминающего блока , выход которого соединен с выходом устройства, а неподвижный контакт ключа подключен к выходу второго генератора экспоненциального напряжения, соединенного с выходом блока переменного коэффициента передачи, управляющий вход которого соединен с источником опорного напряжения, а первый вход через фильтрующий блок подключен к переключающему контакту трехпозиционного переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с входом инвертирующего блока, первый и второй управляющие входы трехпозиционного переключателя соединены соответственно с прямым выходом первого R.S-триггера и с прямым выходом второго RS Триггера, второй неподвижный контакт трёхпозиционного переключателя соединен с выходом инвертирующего блока, а третий неподвижный контакт соединен с шиной нулевого потенциала а управляющий вход двухпозициониого переключателя соединен с прямым выходом второго RS-триггера, S-вход которого соединен с первым выходом первого RS-триггера, а б-вход г с выходом второго элемента И.

Источники информации, приняты во внимание при экспертизе

1.Смолов В.Б. и др. Вычислительные машины непрерывного действия. М., Высшая школа, 19Й с. 69-70.

2.Авторское свидетельство СССР № 739557, кл. G Об G 7/20, 1980.