Устройство для вычисления функций

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1,736115 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 26.12.77 (2l ) 2560380/18-24 с присоединением заявки .%— (51)М. Кл.

Я 06 F 15/34

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень №19. по делам изобретений н открытий (53) УДК681.3 (088. 8) Лата опубликования описания 28 р5 8р (72) Авторы изобретения

В. P. Толокновский и Ю. В. Селезнев

/!

1 (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛс. НИЯ

ФУНК&!И ъ = 514 зс, у = сО9 х!

Пель изобретения» повышение точности и быстродействия эа счет одновременного вычисления воспроизводимых функций.

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для воспроизведения функциональных зависимостей методом м одел ирования аппро кспм ирующих функций, и может найти применение в дискретной автоматике, цифровой измерительной технике и специализире ванных вычислителях.

Известно устройство для воспроизве- дения кусочнолинейных функций, содержащее управляемый делитель, счетчик, переключатели, схемы И, дешифраторы, схемы ИЛИ и выходные реверсивные счетчики jl).

Недостатком известного устройства в случае воспроизведения функций

g"- ззЩ, у соЬХявляется значительный объем запоминающего устройства и невысокая точность при их одновременном воспроизведении.

Наиболее близким по технической еущности к предлагаемому является устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен со входом

2 ключа, разрешающий и запрещающий входы которого соединены соответственно с, управляющим входом устройства и с выходом счетчика аргумента, а выход - со входом счетчика делителя, выход которого подключен к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходом первого шифратора, вход которого соединен с выхо.дом дешифратора, вход которого подключен к первому выходу счетчика числа участков, и первый счетчик результата (21. Недостатком устройства является большая погрешность и неоптимальные аппаратурные затраты, и также ограниченные функциональные возможности, не позволяющие воспроизводить функции

)1ПХ, Q СО5Х ОДНОВРЕМ&ИНО И С, ВЫСО

КОЙ тОЧНОСтЬЮ.

7361 f;> ф

3 (1T f>offcTBo conn f >7I(tIT o(>Of! BTof> 1 импульсов, ключ 2, соде!>жа>(1И!! разре!>(ающий вход 3, делитель 1 аргумента, cчет чик 5 аргумента, делитель (> длины участка аппроксимации, счет !Ик 7 числа участков аппроксимации, блок 8 управления счетчиком числа участков аппроксимации, дешифратор 9, первый и второй шифраторы 10 и 11, первую и вторую группу элементов И 12 и 13, счетчик управляемого делителя 14» первый и второй элементы 15 и 16 ИЛИ, первый и второй двОичные умножители 1 7 и 1 8, ггерВый и второй сумматоры 19 и 20, блок 21 управления, первый и второй коммутаторы 22 и 23, третий и четвертый сумматоры 24 и 25 импульсов, первый и второй счетчики 26 и 27 результата, ключ

2 содержит также вход 28 запретя, коммутатор 22 содержит первый и второй выходы 29 и 30, коммутатор 23 содержит первый и второй выходы 31 и 32.

Устройство реализует кусочно-линейную аппроксимацию, одновременно произВОдя аВтоматическую кОррекцию пОГреш» ности Воспроизводимых функций 3 = s-iny и 3 =со5х (см. табл втту) „Лппрокс(!Мация выполнена с постоянным шагом В,Х, причем отрезок 0 — Л/2 разоит на (и равных участков.

Ф Е»,Х = !(,t 2 =;Ф, Предложенное устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на разрешающий вход 3, отпирается клю 2 и импульсы с выхода генератора 1 поступают на входы делителей 4, 6 и 14. Через делитель аргумента число-импульсный эквивалент переменной Х поступает в счетчик аргумента, коэффициент пересчета которого равен 1 0 " Х, !.Де 1 — фактор х дискретности представления переменной

Х, целое число. Через делитель 6, определяющий длину участк l аппроксимации, коэффициент К, деления которого павел входом делителя длины участка аппроксимации, а выход - co входом счетчика аргумента, при этом первый выход делителя длины g»(acTêa аппрое .симации сое динеpr со входом счетчика числа участков, Второй вход которого подкл1очен к первому Выходу блока управления счетчиком числа /»»асткОВ» Q BTopoA ез!Яход с блоком управления, соединенного вьтходОм с первыми ВКОдами перВОГО и аТо- 20

РОГО СУММЯТОРОВ ВТОРОЙ ВЬ»ХОД».-ЧЕТЧИ ка числа утастков соединен со входом блока управления счетчиком числа y»lacòков, второй Выход подключен к первым входам первого и второго коммутаторов, 25

Вход второго шифратора подключен к Выходу дешифратора, а выход - к первым

Входам элементов Vi второй группы, вторые Входы элементов которой соединены с выходом счетчика делителя, а выходы — 3o со ьходом второго элемента ИЛИ, выход кот орого г(од.»1Ю OII ко входу второго пВо» ичного умножителя и Ко входу первого сумчато!за, третий Вхоп которого соедиНЕП (; ВЫХОДОМ П(РВО! О ДВОИЧНОГО УМНО» 3S жителя, Вход которого соединен с Выходом перьо! о элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами элементoB И первой группы, а выход первого элемента

ИЛИ соединен со вторым Входом второго 40 сумматОра, IlonKJIIORеннОГО сВОим треть» им Входом к выходу Второго двоичного умножителя, а выходом — ко второму входу второго коммут((тора, первый Выход которого соединен с первым входом 45 третьего сумматора, а Второй - с первым входом четвертог о сумматора, Выход которого псдключен ко входу второГО счетчика результата, а ВыхОД riepao» го сумматора подключен ко вгорому Вхо- о ду первого коммутeTop!1, первый выход которого соединен со Вторым входом четвертого сумматора, а второй - со вторым входом третьего сумматора, Выход которого соединен со Входо4 перво- 55 го счетчика результата.

Иа чертеже схемати»ески изображено предлагаемое ус ройство, ! (О(. ГаВ>IЕННал ЦЕЛЬ ДО(ТИ! 1(- Г(..Я Г(тм» что устройство дополнител1,но содержит делитель длины у гастка аппроксимации, блок управления счетчиком числа участков, второй шифратор, вторую группу элементов И, элементы ИЛИ, двоичные умно>((итечи» с > мматорьт, кОммутатОры, второй счетчик результата, блок управления и делитель аргумента, вход которого соединен с Вь(ходом ключа и со — число участков аппроксима ции одной четверти периода фуНКЦИИ Ъ = 51Г! Ъ = СО5Х1

f(> — коэффицие нт дел е н и я дел ителя

4 аргумента, импульсы поступают В счет !Ик 7 учасгков, полное число состолний кото(>ы! о равно и!(2, Выходы счетчика 7 через ден;ифратор 9 управляют шифраторами 10 .(! 1, задаюци5 736 ми угловые коэффициенты аппроксимирующих отрезков при помощи групп элементов

И 12 и 13. Импульсы с выходов групп элементов И 12 и 13 через элементы

15 и 16 ИЛИ поступают на первые входы сумматоров 19 и 20, а также на входы двоичных умножителей 17 и 18, с выходов которых импульсы поступают на входы сумматоров 19 и 20. Импульсы с выходов сумглаторов 19 и 20

> >.> поступают на входы коммутаторов 22 и 23 и далее через третий и четвертый сумматоры 24 и 25 - на входы счетчиков 26 и 27 результата.

В первом и втором сумматорах 19 и 20 производится коррекция аппроксимирующих функций 1 = Б1 > >г и > =-coSIE на каждом участк» аппроксимации O А, Как видно из таблицы, значения коэффициента погрешности воспроизведе- рр

НИя К р»ЕЕО> О чп

К

1 и гФ- м где - — экстремальная погрешЗП ность кусочно-линейНОЙ аппроксимации HB - участке функции

l =Siпу,(=со Д приращение на (m- E +<) участке функции ч =эт .(q =со т. на всем отрезке от 0 до Т) 7 изменяются на 0,17%, таким образом, для практических целей можно считать, что

° 35 коэффициент погрешности воспроизведения IE есть величина постоянная, раьИ ная среднему значению > К к Щ

М

СР

В данном случае К g =0,0123033. ,р

Приращение для функции 1= 51r < на (N -И + 4 ) участке равно приращению функции 3 =сОБ >г на П вЂ” участке

Таким образом, с момента переполне ния счетчика 7 угловые коэффициенты с выходов шифраторов 10 и 1.1 .задаются в обратной последовательности; вход счетчика 26 функции 1=91И подключа-. ется к каналу воспроизведения функции ч=сс>ъу, а вход счетчика 27 функции

;>=сс>, подключается к каналу воспроизведения функции =5 Etl k

Устройство для вычисления функций

q .„" пy,,y=ге у„cодeржащеe генератор импульсов, выход которого соединен со входом ключа, разрешающий и запрещающий входы которого соединены соответст(ь 3„„,„ ss1 = (м„ с3 и наоборот.

Таким образом, зная угловые козффи, циенты аппроксимирующих отрезлов> по ступающие в вице импульсного зквива лента е выходов элементов 15 и 16

ИЛИ на первые входы сумма" îðîâ и на входы двоичных умножителей 1 r и 18, l 55 в сумматоры 19 и 20 с выходов двоичных умножителей 17 и 18 дополнитель но вводят импульсный эквивалент огреш115 6 ности апцроксимации Е>п для функции

g = > E EE Ъ, 3 -(6Ч г>. > + 1 > Е (Ь ИЪСОВКС > ср > для функции Ъ =сов Х.

= (""е зп . пг-IE +i Яср " с >

3начение t. (место нахождения экстремальной погрешности аппроксимации Я на .гг — участке величиной 6.V ) определяет работу сумматоров 19 и 20 на участь ках or Ь= 0 дот,=т.и от 6=4 qo = (, соответственно, в режиме сумми ровання и вычитания.

TBK как значение Ь g, как Видно из таблицы> стремится к значению - =0,5, то сумматоры 19 и 20 первую половину у гастка 6 Х (О 6 - 0>5) раоотают на суммирование, B вторую половину участ ка Q. Х (0,5Я Ь .() на вычитание. Управление режимами работы сумматоров

19 и 20 осуществляется блоком 21 управления, выделяющим половину участка аппроксимации X .

При переполнении счетчика 7 блок 8 управления счетчикам числа участков ап проксимации изменяет направление счета и устанавливает триггеры счетчика 7 в единичное состояние. Кроме того, блок управления счетчиком числа участков BIIФ проксимации переключает коммутаторы

22 и 23 таким образом, что коммута-.ор 22 отключается по выходу 29 от третьего сумматора 24 и подключается по выходу 30 к четвертому сумматору 25, а коммутатор 23 отключается по выходу 32 от четвертого сумматора

25 и подключатеся о выходу 31 K третьему сумматору 24.

Формула изобретения

736115 венно с управляющим входом устройства и с выходом счетчика аргумента, а Выход - со входом счетчика делителя, Выход которого подключен к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходом первого шифратора, вход которого соединен с выходом дешифратора, Вход которого под.ключен к первому выходу счетчика числа участков, и первый счетчик результата, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены делитель длины участка аппроксимации, блок управления счетчиком числа участков, второй шифратор, вторая группа элементов И, элемен ты ИЛИ, двоичные умножители, сумматоры, коммутаторы, второй счетчик результата, блок управления и делитель аргумента, вход которого соединен с выходом ключа и со входом делителя длины участка аппроксимации, а выход — со входом счетчика аргумента, при этом первый выход делителя длины участка аппроксимации соединен со входом счетчика числа участков, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления счетчиком числа участков, а второй выход - с блоком управлении, соединен- ного выходом с первыми входами первого и второго сумматоров, второй выход счетчика числа участков соединен со, входом блока управления счетчиком числа участков, второй выход подключен к первым входам первого и второго комму.таторов, вход второго шифратора подключен к выходу дешифратора, а выход - K первым входам элементов И второй группы, вторые Входы элементов которой соединены с выходом счетчикы делителя, а выходы - со BKolloM BTopG".о элемента

ИЛИ, выход которого подключен ко входу

ВтОрОГО дВОичного умножителя и ко ВХО ду первого сумматора, третий Вход которого соединен с выходом первого двоичного умножителя, Вход которого соединен с выходом первого элемента HJlH, 10 соединенного входами с выходами элементов И первой группы, а выход первого элемента ИЛИ соединен со вторым входом второго сумматора, подключенного своим третьим входом к выходу второго

15 двоичного умножителя, а выходом - ко второму входу второго коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а второй— с первым входом четвертого сумматора, 26 выход которого подключен ко входу второго счетчика результата, а выход первого сумматора подключен ко второму входу первого коммутатора, первый выход которого соединен со вторым входом

2> четвертого сумматора, а второй — со вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен со входом первого счетчика результата.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР %263298, кл. 5 06 F 15/34, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

М 376778, кл. (3 06 Р 15/34, 1973 (прототип) .

73f3115

Составитель A. Зорин

Редактор Б. Зарванская Техред Я. Ковалева Корректор Т. Скворцова

Заказ 2277/7 Тираж 751 Подписное

UHHHHH 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