Устройство для вычисления функции

 

Мои аврал лМЕ е иФ- еВвч мкчеиефмф

Cin ce.

Союз Советски к

Соцналистическик

Республик (ii)7347 1 0

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.12.77 (21)2551996/18-24 (5 l ) M. Кл.

С 06 1-. 15/34 с присоеаинением заявки №

Пкуаерственный комитет (23 } Приоритет на ленам нэобретеннй н открытий

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 18.05.80. (53) УДК 681.3 (088,8) (72) Авторы изобретения

В. P. Толокновский и Ю. В. Селезнев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ

У =Sec Х, У = cosec x

Изобретение относится к вычислительной технике,.а именно к устройствам для воспроизведения функциональных зависимостей методом моделированйя аппроксимируюших функций и может найти применение в дискретной автоматике, цифровой измерительной технике, специализированных вычислениях.

Известно устройство, содержашее управляемый делитель, счетчик, переклю10 четели, скемы И, деыифрвтсры скемы

ИЛИ и реверсиеные счетчики lg

Недостатком данного устройства является значительный объем памяти при одновременной кусочно-линейной аппрок15 симации функций у внес х, Y--ссюесх .

Наиболее близким по технической сушности к предложенному является устройство для вычисления функций У = Gec x у= собес Х, содержашее ключ, информаци- онный вход которого подключен к выходу генератора счетны1с импульсов, а разрешаюший и запрешаюший входы соединены соответственно с управлщлшим входом

2 устройства и выходом счетчика аргумейта, выход ключа подключен к счетчику, выход которого подключен ко входам элементов

И первой группы, реверсивный счетчик числа участков аппроксимации, подключенный первым выходом ко входу дешифратора, выход которого подключен ко входу первого шифратора, выход которого подключен ко вторым входам элементов

И первой группы и первый реверсивный счетчик результата 21 .

Недостатком устройства является ограниченная точность и неоптимальные аппаратные затраты, а также ограниченные функциональные воэможности, не позволявшие воспроизводить функции У- наес х„ у ссэ еc х одновременно и с высокой точностью

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления функций

У аеЕ Х, . у ысовеО х содержашее ключ, информационный вход которого под7347 ключен к выходу генератора счетных импульсов, а разрешающий и запрещающий входы соединены соответственно с управляющим входом устройства и выходом счетчика аргумента, выход ключа подклю чен к счетчику, выход которого подключен ко входам элементов И первой группы,,реверсивный счетчик числа участков аппроксимации, подключенный первым выходом ко входу дешифратора, выход которо-10 го подключен ко входу первого шифратора, выход которого подключен ко вторым входам элементов И первой группы и первый реверсивный счетчик результата, введены дели тель длины участка аппроксимации, блок уп- g равления реверсивным счетчиком числа участков а ппроксимации, второй шифратор, вторая

Ф группа элементов И, группа элементов

ИЛИ, элементы ИЛИ, коммутаторы, сумматоры, второй реверсивный счетчик р - 20 зультата, блоки управления режимом, элемент И и делитель аргумента, подключенный входом к выходу ключа, а выходом ко входу счетчика аргумента, вход делителя длины участков аппроксимации 25 соединен с выходом ключа, а выход - с первым входом реверсивного счетчика числа участков аппроксимации, ко второму выходу которого подключен блок управления реверсивным счетчиком числа 30 участков аппроксимации, выход которого подключен ко второму входу реверсивного . счетчика числа участков аппроксимации и первым входам коммутаторов первой и второй групп, вход второго шифратора зз подключен к выходу дешифратора, а выход, к первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых ="îåäèíåíû с выходом счетчика, а выходы - со входом второго элемента ИЛИ, выход которого 40 подключен ко второму входу второго коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу первого сумматора, а второй -. к первому входу второго сумматора, выход которого подключе 1 ко вхо- 4 ду второго реверсивного счетчика результата, управляющие входы которого подключены к выходам второго блока управления режимом, а выход - ко входам элементов ИЛИ группы, вход первого элемента

ИЛИ подключен к выходам элементов И первой группы, а выход — ко второму входу первого коммутатора соединенного пер. вым выходом со вторым входом второго сумматора, а вторим - со вторым входом > первого сумматора, выход которого соединен со входом первого реверсивного счетчика результата, управляющие входь

10 4 которого соединены с выходами первого блока управления режимом, а выход — со вторыми входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены со входами элемента И, выход которого подключен ко входам первого и второго блоков управления режимом.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — графики функций

У=вес х и у= совес>с.

Схема устройства содержит генератор

1 счетных импульсов: ключ 2, с разр шающим входом 3, делитель 4 аргумента> счетчик 5 аргумента, делитель 6 длины участка аппроксимации, реверсивный счетчик 7 числа участков аппроксимации, блок 8 управления реверсивным счетчиком числа участков аппроксимации, дешифратор 9, первый и второй шифраторы

10 и 11, первую и вторую группы элементов 12 и 13 И, счетчик 14 управляемого делителя, первый и второй элементы 15 и 16 ИЛИ, первый и второй коммутаторы

17 и 18, первый и второй сумматоры

19 и 20, первый и второй реверсивные счетчики 21 и 22 результата, третий элемент 23 ИЛИ, элемент 24 И, первый и второй блоки 25 и 26 управления, ключ 2 содержит также запрещающий вход 27, коммутатор 17 содержит первый и второй выходы 28 и 29, коммуь татор 18 импульсов содержит первыи и второй выходы 30 и 31.

Узлы устройства связаны следующим образом. Выход генератора 1 подключен ко входу ключа 2, выход которого соединен со входами делителя 4 аргумента, делителя 6 длины участка аппроксимации и счетчика 14 управляемого делителя.

Выход делителя 4 аргумента подключен ко входу счетчика 5 аргумента, выход которого соединен запрещающим входом

27. Выход делителя 6 длины участка аппроксимации подключен ко входу счетчика 7 участков аппроксимации, выход которого соединен со входом блока 8 управления реверсивным счетчиком числа участков аппроксимации, выходы которого связаны с управляющими входами счетчика 7, выходы которого подключены ко входам дешифратора 9, выходы которого соединены со входами шифраторов 10 и

11, выходами связанных с первыми входами элементов И групп 12 и 13.

Вторые входы элементов И групп 12 и

13 подключены к выходам счетчика 14 управляемого делителя, выходы элементов

7347

К = —.ЛО .К ь .гп х

И группы 12 подключены ко входам первого элемента 15 ИЛИ, а выходы элементов И группы 13 подключены ко входам второго элемента 16 ИЛИ. Выходы первого н второго элементов 15 и 16

ИЛИ подключены к первым входам коммутаторов 17 и 18, вторые входы которых связаны с выходом блока 8 управления реверсивным счетчиком числа участков аппроксимации. Первый выход 10

28 и .30 коммутаторов 17 и 18 подключен ко входу первого сумматора 19, а второй выход 29 н 31 — ко входу второго сумматора 20. Выходы первого н второго сумматоров 19 и 20 подключены ко входам реверсивных счетчиков 21 и 22 результата, выходы которых связаны со входами третьего элемента 23

ИЛИ, выход которого подключен ко входу .элементов 24 И, выход которого связан 20 со входом первого и второго блока управления 25 и 26, выходы которых подключены ко- входам реверснвных счетчиков 21 и 22 результата.

Устройство реализует кусочно-линейную аппроксимацию функций V= Gee x =

Устройство работает следующим о6разом, При подаче сигнала на разрешающий вход 3 отпирается ключ 2 и импульсы с выхода генератора 1 поступают на входы делителей 4, 6 и 14. Через делитель

4 аргумента число-импульсный эквивалейт переменной Х поступает на счетчик 5 аргумента, коэффнпнент пересчета которого равен 10 Х, где 10 — масштаб- 4 йх йх ный коэффипиент при Х. Через делитель 6, определяющий длину участка аппроксимапии, коэффициент деления К ь которого равен где п - число участков аппроксимапии половины периода функпни У- ег Х (Y= osec x )

К коэффипиент деления делителя х аргумента 4,. определяющего дискретность представления Х

Импульсы поступают в счетчик 7 частiS ков, полное число состояний которого равно

М /2. Выходы счетчика 7 через дешифратор 9 управляют шифраторами 10 и ll„ задающими угловые коэффициенты аппрокf0 6 симнруюшнх отрезков при помощи элементов 12 и 13 И. Импульсы с выходов элементов 12 и 13 И через элементы

15 и 16 ИЛИ поступают на входы коммутаторов 17 и 18 и далее через сумматоры 19 и 20 на входы реверсивных счетчиков 21 и 22. Выходной код с реверсивных счетчиков 21 н 22 результата поступает на входы третьего элемента 23

ИЛИ, а с выхода на вход элемента 24

И, импульсы с которого поступают в бло кн 25 и 26 управления, выходы которых подключены к входам реверсивных счетчиков 21 и 22 результата.

При переполнении счетчика 7 блок 8 управления счетчиком числа участков аппроксимации изменяет направление счета, устанавливая триггеры счетчика 7 в единичное состояние. Кроме того,: блок 8 управления счетчиком числа участков аппроксимации переключает коммутаторы

17 и 18 таким образом, что коммутатор

17 отключается по выходу 28 от первого сумматора 19 и подключается по выходу

29 ко второму сумматору 20, а юммутатор 18 отключается по выходу 31 от второго сумматора 20 и подключается по выходу 30 к первому сумматору 19.

Таким образом, с момента переполнения счетчика 7 угловые коэффипиенты с выходов шифраторов 10 и 11 задаются в обратной последовательности; вход счетчика 21 функции v="åñ х подключается к каналу воспроизведения функпии V=eoeecх, а вход счетчика 22 функпии У=совес К подключается к каналу воспроизведения функции у = вес х ., Блоки 25 и 26 управления управляют работой реверсивных счетчиков 21 и 22 результата, осуществляя переключение режима работы счетчиков результата.

Выходной код, поступающий с выходов реверсивных счетчиков 21 и 22 результата через элемент 23 ИЛИ, сравнивается элементом 24 И с единнпей. При равенстве одного из выходных кодов единице, импульсы с элемента 24 И через блоки 25 и 26 управления поступают на выходы реверсивных счетчиков 21 и 22 результата, осуществляя их реверсирование.

Так, если в первоначальный момент реверсивный счетчик 21 результата работает как суммирующий, а реверсивный счетчик 22 результата как вычитаюший, то,как толью выходной код с реверсивного счетчике 22 будет равен единице,с элемента 24 И поступят импульсы, ко7 73 торые через блоки 25 и 26 управления осуществляют реверсирование счетчиков

21 и 22 результата, теперь реверсивный счетчик 21 результата будет Вычитающий, а реверсивный счетчик 22 результата суммирующий.

На первом участке для функции

"сояесх и на последнем участке для функции = ес х обычная кусочно-линейная аппроксимация невозможна, однако устройство позволяет отрабатывать, на первом участке и, следовательно, на последнем участке полупериодов аппроксимации функций, отрезок прямой. Для этого на первом участке задают коэффициент деления управляемого делителя 14 равным единице, а на последуюших участках B соответствии с выражением р1- "1 р

У =Ч +дУ. = cosec +

O nq n 2m (р-л) . с.

Ь! г BtA—

2 р р р 2р

Kn . Л(т w)

5>Il — . 5<0

2ррр где Π— номер участка аппроксимации (()(n rr ); р рр — число участков аппроксимации; — новая вспомогательная переменная (О 4 1), в начале участка аппроксимации t =О, в конце 4 =1 .

Из которого видно, что Ь У, равно у Ч =2Ч =2ЬЧ р О:р И

2. Y

Ч Î = 1Ч 40 р 3 2. Ч

= 2.сОЪЮС вЂ” . 4О

2. TlA вводится в вычитаюший счетчик 22 ре- з ультат а.

При воспроизведении первой четверти периода счетчик 22. работает на вычитание, а счетчик 21 на сложение.

В момент переполнения сче. чика 5 аргумента на его выходе появляется сигнал, запираюший KIIK) ч 2 и Рабы а,7сTройства переключа:-:I cH.

Формула изобретения

Устройство для вычисления функций

V=5ec У, Y- со ес )t., содержащее ключ, информационный вход которого подключен к выходу генератора счетных ими льсов, а разрешающий и запрещающий у входы соединены соответственно с управ

JIQlOIIIHM ВХОДОМ устройства и BbNOQOM счетчика аргумента, выход ключа поцклю

4"1О 8 чен к счетчику, выход которого подключен ко входам элементов И первой группы, реверсивный счетчик числа участков аппроксимации, подключенный первым

5 выходом ко входу дешифратора, выход которого годключен ко входу первого н ифратора, выход которого подключен ко вторым входам элементов И первой группы и первый реверсивный счетчик р результата, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены делитель длины участка аппроксимации, блок управления реверсивным счетчиком числа участков аппроксимации, второй шифратор, вторая группа элементов И, группа элементов ИЛИ, элементы ИЛИ, коммутаторы, сумматоры, второй реверсивный счетчик результата, блоки управления режимом, щ элемент И и делитель аргумента, подключенный входом к выходу ключа, а выходом ко входу счетчика аргумента, вход делителя длины участков аппроксимации соединен с выходом ключа, а выход — с пер25 вым входом реверсивного счетчика числа участков BBflpoKcHMGIIHH, ко второму вы-ходу -которого подключен блок управления реверсивным счетчиком числа участков аппроксимации, выход которого подключен

30 ко второму входу реверсивного счетчика чресла участков аппроксимации и первым входам коммутаторов первой и второ% групп, вход второго шифратора подключен к выходу дешифратора, а выход — к з5 первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом счетчика, а выходы - co входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу второго

40 коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу первого сумматора, а второй — к первому входу второго сумматора, выход которого подключен ко входу второго реверсивного счетчика результата, управляющие входы которого подключены к выходам второго блока управления режимом, а выход — ко входам элементов ИЛИ группы, вход первого элемента ИЛИ подключен к выходам

10 элементов И первой группы, а выход— ко второму входу первого коммутатора, соединенного первым выходом со вторым входом второго сумматора, а вторым — co вторым входом первого сумматора, выход которого соединен со входом первого рреверсивного счетчика результата, управляющие входы которого соединены с выходами первого блока управления режи734710 10

1. Авторское свндегельство СССР

¹ 415686, кл. С б6 р 15/34, 1974. мом, а выход - со вторыми входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены со входами элемента И, выход которого подключен ко входам первого и второго блоков управления режимом.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

S 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 376778, кл. С 06 Р 15/34, 1979 (прототип) .

Составитель А Зорин

Редактор О. Колесникова Текред А. Шепанская Корректор М. Вигула

Заказ 2226/13 Тираж 751 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент„". г. Ужгород, ул. Проектная, 4