Устройство для извлечения корня из суммы квадратов Советский патент 1982 года по МПК G06G7/20 

1

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть исполь зовано в аналоговых вычислительных машинах и в функциональных преобразователях информации.

Известно устройство, содержащее два блока выделения модуля, схему сравнения, коммутатор и сумматор lj.

Недостатком данного устройства является то, что принцип, положенный в основу его работы, не позволяет применять его при числе входных ве личин больше двух.

Наиболее близким техническим ре-. шением к предлагаемому является устройство для извлечения корня из f. суммы квадратов, содержащее 2пдвух-: входовых сумматоров, П блоков перемножения, многовходовый сумматор . и инвертор .

Недостатком данного устройства является его чрезмерная сложность, особенно при увеличении числа входных переменных.

Цель изобретения - упрощение устройства при увеличении числа вход ных величин.

Поставленная цель достигается тей, что в устройство для извлечения корня из суммы квадратов, содержащее двухвходовый сумматор, первый и вто рой блоки переменожения и многовходовый. сумматор, введены сдвигающий регистр, блок вычитания, делитель напряжения, П +1 к/юч, блок сравне:ния, первый и второй интеграторы, iпричем информационный вход первого интегратора подключен к источнику постоянного напргекения и к первому входу первого блока перемножения, выход которого через делитель напряжения соединен с. первым входом двухвходового сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания, а выход первого интегратора соединен с вторым входом перво го блока перемножения и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом много-; входового сумматора, И входов которого соединены с выходами h ключей, информационные входы которых подключены к соответствующим входам устрой ства, а управляющие входы ключей подключены к VI выходам сдвигающего регистра, вход которого соединен с входом сброса первого интегратора и выходом блока сравнения, а- выход свдигающего регистра подключен к управляющему входу Г1 +1-го клю ча, информационный вход которого под ключен к выходу двухвходового сумматора и первому входу блока вычитания, а выход П +1-го ключа соедине с первым входом второго блока перемножения и через второй интеграторс вторым входом блока перемножения, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство содержит первый и второй интеграторы 1И 2, первый и второй блоки 3 и перемножения, блок 5 сравнения, сдвигающий регистр 6, ключи 7;(-7пц. ,многовходовый сумматор 8, делитель 9 напряжения, двухвходовый сумматор 10 и блок 11 вычитания 11. Устройство работает, следующим образом. На вход первого интегратора 1 и на первый вход первого блока 3 . перемножения подается постоянное на пряжение UQ. На входы ключе 1 7 7f, подаются уровни напряжений i/ri tn значения которых соответствуют входным величинам. Напряжения на выходах блоков 3 и k перемножения определяются выра жениями UiiU-Uo-U fe), (О . ), Ci где y(t) и U4(t) - напряжения на выходах первого и второго интеграторов соответственно, а V(t) - напряжение- на выходе двухвходового су матора 10. Уравнение, связывающее выходное напряжение блока 11 вычитания с его выходными напряжениями, имеет вид UeltlUjttl-UsU) Напряжение на выходе двухвходового сумматора определяется суммой напряжений на его входах UbH), где а - коэффициент деления делителя 9Решая совместно уравнения (1) ). будем иметь ))oUiW.. (5) Напряжения на выходах интегратор ров 1 и 2 связаны с напряжениями на их входах выражениями . dt :. ): u,lt) Подставляя значения напряжений . UQ и U(t) из равенств (6) и (7) в уравнение (5) и производя очевидные преобразования, получим U(t)dU4(ihJ;U,(t)dU,lt). (8) Впервоначальный момент работы устройства на выходах интеграторов 1 и 2 устанавливаются напряжения 1)4(0) и 04(0) соответственно. При М этом сдвигающий регистр 6 устанавливается в первое положение, при котором напряжение U-. через ключ 7f и многовходовый сумматор 8 подключается к входу блока 5 сравнения. В момент достижения напряжения ) уровня напряжения Uf срабатывает блок 5 сравнения и сигнал с его выхода переводит сдвигающий регистр 6 во -второе положение. Этот же сигнал поступает на интегратор 1. За время, прошедшее с момента начала работы устройства до.момента первого срабатывания блока 5 сравнения, напряжение на выходе интегратора 1 изменяется от (J(0) до UT а на выходе интегратора 2 - от Оч(0} до Oft. Проинтегрировав выражение (8) с учетом пределов изменения переменных будем иметь PI . , ur i U4lt)dU4U)4( U,U)dU,(fcl (9) -Щ. им (o.|%l uVujO). ИО) Во. втором положении сдвигающего регистра 6 к входу блока 5 сравнени через многовходовый сумматор 8 и ключ 7 подключается уровень напряжения , В момент достижения напря жением L/-i(t) уровня напряжения,4Дгг происходит второе срабатывание блок 5 сравнения.. Значение напряжения U-pa., достигн тое на выходе интегратора 2 в момен второго срабатывания блока 5 сравнения, найдем, проинтегрировав урав нение (8) с учетом.новых пределов изменения переменных - Up, U U.) (4) .iOr. (12) С уметом выражения (10) получим ),.u,/2u,(orl.(e После П -го срабатывания блока 5 сравнения сдвигающий регистр 6 переходит в (1 +1 состояние, ключ 7, закрывается и процесс вычислени в устройстве заверша.§х&я. П|эи этом на выходе интегратора 2;будет зафиксировано напряжение ир , значение ко торого определяется согласно уравне ния ,(o)Vitu;4u 4.,.4u.,u,H Выбирая первоначальные установки напряжений на выходах интеграторов 1 и 2 согласно выражения u,(,(o будем иметь . .. W Технико-экономическая эффективность от внедрения данного устройства будет обусловлена значительным его упрощением, особенно при увеличении числа входных величин. Для реализации операции извлечения корня из суммы квадратов с помощью устройства прототипа при числе входных величин, равном 10, понадобится двадцать двухвходовых сумматоров, десять блоков перемножения, один десятивходовый сумматор и один )нвертор. Для реализации этой же операции с помощью предлагаемого устрюйства при том же числе входных величин понадобится два интегратора, два блока перемножения, один блок сравнения, один одиннадцатиразрядный сдвигающий регистр, одиннадцать ключей, один десятивходовый сумматор, один делитель, один двухвходовый сумматор и один вычитатель. При числе входных величин, равном 20, объем оборудования для реализации заданной зависимости будет следующим. В прототипе: сорок двухвходовых сумматоров, двадцать блоков перемножения, один двадцативходовый сумматор и один инвертор. В предлагаемом устройстве: два интегратора, два блока перемножения, один блок сравнения, один двадцатиодноразрядный сдвигающий регистр, двадцать один ключ, один двадцативходовый сумматор, один делитель, один двухвходовый сумматор и один вычитётель. Таким образом, при увеличении числа входных величин в два раза объем оборудования устройства-прототипа увеличивается практически в два раза, а в предлагаемом устройстве увеличивается лишь число ключей и разрядности сдвигающего регистра и количество входов многовходового сумматора. Формула изобретения Устройство для извлечения корня из суммы квадратов, содержащее двухвходовый сумматор, первый и второй блоки перемножения и многовходовый -сумматор, отличающееся тем, что, с целью упрощения устрой- ства при увеличении числа входных величин, в него введены сдвигающий регистр, блок вычитания, делитель напряжения, (п+1) ключ, блок сравнения, первый и второй интеграторы, причем информационный вход первого интегратора подключен к источнику постоянного напряжениями к первому входу первого блока перемножения , выход которого через делитель напряжения соединен с первым входои двухвходового сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания, а выход первого интегратора соединен с вторым входом первого

блока перемножения и с первым вводом блока сравнения,второй вход которого соединен с выходом многовходового сумматора, п входов которого соединены с выходами п ключей, информационные входы которых подклю чены к соответствующим входам устройства, а управляющие входы ключей подключены к п выходам сдвигающего регистра, вход которого соединен с входом сброса первого интегратора и выходом блока сравнения, а П+1)-и выход сдвигающего регистра подключен ( управляющему входу п +1)-гоключа , информационный вход которого под

ключен к выходу двухвходового сумматора и первому входу блока вычитания, а выход (п 1)-го ключа соединен с первым входом второго блока

перемножения ; и через второй интегратор - с вторым входом блока перемножения, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 1Г , кл. О Об G 7/20, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР № 470818, кл. G 06 G 7/20, 1974

(прототип).

t/9M