Вычислительное устройство для улшожения,деления, возведения е5 квадрат и извлеченияквадратного корня

 

(щ 4I9905

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 11.04.72 (21) 1771933 18-24 (5!) Ч. Кл. G 0Ggo 7 12 с присоединением заявки

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень Хе 10

Дата опубликования описания 12,08.74 (53) УДК 081.335.5 (088.8) (72) Авторы пзобретенн»

В. А. Чулков и А. Д. Глыбовский (71) Заявитель (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНО)КЕНИЯ, ДЕЛЕНИЯ, ВОЗВЕДЕНИЯ 11 КВАДРАТ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ

КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Изобретение относптся к вычислительной технике.

Известны вычислительные устройства для умножения, деления, ьсзведения в квадрат и извлечения квадра гного корня, содержащие опорный генератор, линию задержки, входньte и выходной коммутаторы, параллельную

RC-цепь, триггер, схему сравнения и накопительный элемент.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем выход опорного генератора подключен к управляющему входу выходного коммутатора и через линию задержки соединен с одним из входов триггера и с управляющим входом первого входного коммутатора, выход которого объединен с выходом второго входного коммутатора и подключен к одному из вхсдов RC-цепи, первому входу схемы сравнения и через выходной коммутатор — к выходу устройства, связанному с неподвижным контактом переключателя и через накопительный элемент — с другим входом RC-цепи, соединенным с шинон нулевого потенциала. Второй вход схемы сравнения соединен с подвижным контактом переключателя через третий входной коммутатор, управляющий вход которого связан с выходом триггера, подключенного друтгим входом к выходу схемы сравнения и управляющему входу второго входного коммутатора.

Это позволило упростить устройство.

Блок-схема устройсгва приведена на чертеже.

Устройство содержит опорный генератор 1, линию задержки 2, входные 3 — 5 и выходной

6 коммутаторы, параллельную RC-цепь 7, триггер 8, схему сравнения 9, накопительный элемент — кондснса,ор 10 и переключатель 11.

10 Устройство работает cчедующим образом.

Опорный генератор 1 вырабатывает импульсы малой длительное и с постоянной частотой.

Схема сравнения 9 выдает импульс малой длительности в случае равенства напряжений

15 на входах. Коммутаторы 3 — 6 замыкаются при наличии сигналов на управляющих входах. Линия задержки 2 имеет время задержки, равное длительности импульса опорного генератора.

20 Для выполнения операции умножения, деления и возвсденн» в степень переключатель

11 должен сто»ть в положении а.

Схема работает следующим образом.

25 Первый импульс опорного генератора 1 замыкает выходнон коммуTaTop 6, уcTallaBлпвая на выходе устройства напряжение У„,„-=О.

Через время, определяемое линией задержки

2, замыкастс» коммутатор 3, и конденсатор

30 RC-Ttenn 7 aap»» aeTi" » до Ь,-, a no окончании

Uc (в) -=- U„e ср - с (1 вр) — U,,c

/ 1 - вых, — Uc tcp

1 х — — х 1в

f вых, 45

= К,, (6) вых„

=Бе

1 где К = —,— где: К =

1 е 1 "

55 (/ Кв UE Uv вых 11 ц - вых. (7) 60

65 импульс» р»зряжается по экс1!Опспциалы1ому закону где Uc(t) — папря>ке11ие н» входе 1<С-цепи 7, U,,- — напряжение па входе первого входного коммутатора 3, т — постоянная времени RC-цепи 7.

Тот же импульс устанавливает триггер 8 в состояние «I». 1-1апря>кение с выхода триггера

8 замыкает третий входной коммутатор 5, и напри>кение-делитель 1/х с его входа поступ»ет и» вход схем.i сравнения 9. При Uc(t) = U.вырабатыв»ется сигнал сравнения, переводящий триггер 8 в состояние «О», запирающее режим сравнения, и замык»ющий второй входной коммутатор 4.

Момент сравнения l<,,> определяется из формулы (1) при Uc(t) = — Ь, и равен

t,ð — In (2)

U, В этот моме1гг конденсатор HC-цепи 7 быстро перезаряжается до U,- и по окончании сигнала сравнения напряжение на RC-цепи 7 определяегся выражением где U, — напряжение iia входе второго входного коммутатора 4.

Следующий импульс опорного генератора 1 производит считывание велич1шы напряжен in с параллельнои RC-пепи 7 па выход устройства и запоминание это1о папря>кеши на конденсаторе 10 до следующего замыкания выходного «oммутатора б. Вели пша выходного напряжения U„„„, определится из (2) и (3)

1 при 1= --, где f — частота импульсов опорноf

ro генератора 1

Через время, определяемое линией задержки 2, триггер 8 переводится в состояние «1») первый входной коммутатор 3 замыкается, и работа схемы, оппр1са пая выше, повторяется.

Таким образом, реализуется умножение двух переменных при U>=const, деление двух переменных при U =const и одновременное выпол нение этих двух операций при

U„, U,„U, =, = const (5) При замыкании входов первого и второго входных коммутаторов 3 и 4 (Ь,= U j u

К=const выполняется операция возведения з квадрат U, Для обеспечения указанного режим» работы устройства необходимо, чтобы Ух и У„были больше напряжения U,.

25 зо

Для выполнения о1герации Iio извлечению квадратного корня из произведения двух папря>кений переключатель 11 должен быть установлен в положение б.

Б этом случае, в момент прихода очередного импульса с выхода опорного генератора 1 па выход устройства с 1<С-цепи 7 через выходной коммутатор б считывается и запоминается на конденсаторе 10 какое-то напряжение

U . o. Через время, определяемое линией "-адержки 2, триггер 8 устанавливается в состояние «I», » первый входной коммутатор 3 замыкается, и конденсатор RC-цепи 7 заряжается до U,,-, а по окончании импульса разря>кается по экспоненциальному закону (I). Напряжепие с выхода триггера 8 замыкает третий входной коммутатор 5, и напряжение с выхода устройства поступает на схему сравнения 9. При Uc(lj, равном напряжению па выходе U»„.,-, вырабатывается сигнал сравнения, переводящий триггер 8 в состояние «О», запрещающее режим сравнения, и замыкающий второй входной коммутатор 4.

Момент сравнения 1,р определяется из формулы (1) при Uc(t) =-Увыхо и равен в точности (2) при замене Uz на У„„

В этот момент конденсатор RC-цепи 7 быстро перезаряжается до U и по окончании сигнала сравнения напряжение на HC-цепи 7 определяется выражением (3).

Следующий импульс опорчого генератора 1 производит считывание величины напряжения с параллельной 1<С-цепи 7 на выход устройства и запоминание этого напряжения на конденсаторе 10 до следующего замыкания выходного коммутатора б. Величина выходного

П»ПРЯ>КЕПИЯ Увв.«1 ОПРЕДЕЛИТСЯ ИЗ (2) И (3) Через время, определяемое линией задержки 2, триггер 8 переводится в состояние «I», первый входной коммутатор 3 замыкается, и работа схемы, описанная выше, повторяется. (U, и У, изменяются медлеш1о и их можно счита- ь посто>шными) .

В результате каждого цикла вычислений па выходе устройства оказывается промежуточный результат

Система стремится к успокоению, которое наступает при U, =U, x,.—— U„,, .Из (7) при этом условии можно получить и.„„= К р u„u,.

4 ИОВА

Составнтсль Ю. Козлов

Техред Т. Курнлко

Редактор Е, Семанова

Корректор Н. Учакнна

Заказ 19(37! 15 Изд. ¹ 1333 Тараж 624 По:1;н!снос

Ц1-111ИПИ Госут!арст венного когантета Concта М!!австро.; СССР

fio Icn::. I nno6ретенан н QT!Iobiil Й

Москва, )K,-3o, Раушская нао., д. 4 5

Тннографня, пр. Сапунова, 2

Таким образом, р" ализуется операция изВЛЕЧЕПИя !C!;!Дра ГПОГО сория ИЗ ПрОИЗВЕДЕПИя двух напряжения. При U =coiist по Iy«ae-ся операция извлечения квадратного корня из одного аргумента U,, Для обеспечения нормальной рабо!ы схемы в указанном режиме должно выполняться условие U,) Ui.

Пре мет изобретения

Вычистительцое устройство для умножения, деления, возведения В квадрат и извлечения квадратного кор я, содержаптее о!1Орпый геператор, .пп!и!О задержки, входные и выходной коммутаторы, RC-цепь, триггер, схему сравнения и накопительный эле;1ент, 0 т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем выход опорного генератора подключен к управляющему входу выходного коммута!Ора и через лини!О 3!!держкп соедпlI0II с од!и!з: пз Входов триггера и с управляющим Входом !!ервогО ВХО;!110ГО коз!11) Tа 1 Op3., ВЫХОД КОТОРОГО 1! ВЫХОД ВТОРОГО ВХОДНОсГО

5 комм) татора подкл!Очены О.,ному пз Входов

RC-цепи, первому входу схемы сравнения и через выходной кома утBTOp — к выходу устроистВа, сВязаппох!у с неподвижны.fl контактом переключателя и через накопитель!!ый

10 элемент — с друг!!м Входом 1 C-цепи, ссгдннепныт с !пп1,0й! !!),тевого потенцп!1ла, второй вход схемы ср.-.и:.е!.!.я соед!н!еп с подгн1жпым контактом перекл.:о натела срез третий вх!одной комаl) татОр, улравля!0!1,!! ll Вход которого

15 связан с выха Н и триггера поди. !Очснного другим ходом и выходу схемы срав1!сипя и управляющему вхо,!у второго входного коммутатора.