Устройство для вычисления параболических функций

 

-В. Э. Штейнберг (72) Автор изобретения (Vl) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПАРАБОЛИЧЕСКИХ

ФУНКЦИЙ

Предложение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам развертывающего воспроизведения функций на основе полигональной аппроксимации и может быть использовано в

5 специализированных вычислителях, в функциональных преобразователях измерительной информации, и т.п..

Известно устройство для воспроизведения квадратичных функций, содержащее генератор, узел запуска, делитель аргумента, счетчик- аргумента; делитель длины участка, счетчик, участков, первый двоичный умножитель, трйггер, схему

ИЛИ, второй двоичный умнажитель и счетчик результата Р3

Недостатком данного устройства sansется ограниченный класс решаемых задач.

Наиболее близким по технической cym-2î ности к данному является устройство для воспроизведения кусочно линейных функ-. ций, обладающее более широкими функциональными возможностями за счет вос«

2 произведения квадратичных и куб ичных парабол, содержащее генератор импульcos, ключ, делитель агрумента, делитель длины участков, счетчик номера участка, первый и второй двоичные счетчики, первую и вторую группы элементов И, первый триггер, элемент ИЛИ, элемент задержки, счетчик результата и накапливающий сумматор, причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом ключа, выход которого соединен со входами делителя аргумента, делителя длины участков и первого двоичного счетчика, выход которого соединен с входом первого триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходом первого триггера и выходами элементов И первой группы, первые и втсрые входы элементов И которой соединены соответственно с выходами разрядов первого дво ичного счетчика и счетчика номера участка, вход которого соединен с первым выходом делителя длины участков, выход делителя аргумента через счетчик

3 9437 аргумента соединен с первым управляюшим входом ключа, выход элемента ИЛИ соединен с входом второго двоичного счетчика, выход элемента задержки соединен с входом счетчика результата, выход которого соединен с информацион-. ным входом накапливающего сумматора j2).

его недостатком является ограниченная точность. Из принципа действки уст- 1о ройства следует, что функция погрешности имеет периодический характер и при.нимает нулевые значения в узлах аппоксимации, поскольку узлы совпадают с исходной функцией. Погрешность же воспроизведения функции, формируемой с помощью интегрирования, накапливается с ростом номера участка, что является недостатком данного устройства.

Целью изобретения является повыше- щ ние точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство содержащее генератор импульсов, ключ, делитель аргумента, делитель длины участков, счетчик номера 25 участка, первый и второй двоичные счетчики, первую и вторую группы элементов И, первый триггер, элемент ИЛИ, элемент задержки, счетчик результата и накапливающий сумматор, причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом ключа, выход которого соединен с входами делителя аргумента, делителя длины участков и первого двоичного счетчика, выход ко35 торого соедлнен с входом первого триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходом первого триггера и выхрдами элементов И первой группы, первые и вторые входы элементов И которой соединены соответственно с выходами разрядов первого двоичного счетчика и счетчика номера участка, вход которого соединен с первым выходом делителя длины участков, выход делителя аргу45 мента через счетчик аргумента среди. нен с первым управляющим входом ключа, выход элемента ИЛИ соединен с входом второго двоичного счетчика, выход элемента задержки соединен с входом счетчика результата, выход которо50 го соединен с информационным входом накапливающего сумматора дополнительно введены третья группа элементов И, второй триггер, шифратор и сумматор импульсов, причем второй управляющий вход ключа соединен с входом запуска устройства н первым входом второго триггера, второй вход которого соединен со вторым выходом делителя длины участков, выход второго триггера соединен с входом шифратора и входом управления режимом сумматора импульсов, информационные входы которого соединены с выходами элементов И второй и третьей групп, выходы второго двоичного счетчика соединены с первыми входами элементов И второй и третьей групп, вторые входы элементов И второй группы соединены с управляющими входами устройства, вторые входы элементов и третьей группы соединены с выходами шифратора, выход сумматора импульсов соединен со входом элемента задержки и управляющим входом накапливающего сумматора, выходы счетчика результата и накапливающего сумматора являются выходами устройства.

На фнг. 1 приведена стру.ктурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая принцип коррекции.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, ключ 2, делитель 3 аргумента, счетчик 4 аргумента, делитель 5 длины участка, счетчик 6 номера участка, двоичный счетчик 7, группу элементов И 8, триггер 9, элемент 10 ИЛИ, двоичный счетчик ll, группы 12 и 13 элементов

И, сумматор 14 импульсов, элемент 15 задержки, счетчик 16 результата, триггер 17, шифратор 18 накапливающий сумматор 19, вход.20 пуска, вход 21 останова, выходы 22 и 23 воспроизводимых функций. Делитель длины участка выполнен двухкаскадным с коэффициентом деления второго каскаде равным 2.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала пуска, на вход 2,0 устанавливается в единичное положение триггер 17 и отпирается ключ 2, в результате чего импульсы с выхода генератора l начинают поступать на входы делителя 3 аргумента делителя 5 длины участка и двоичного счетчика 7. C это«

ro момента устройство осуществляет воспроизведение квадратичной и кубической парабол на первом участке полиг нальиой аппроксимации.

Принцип коррекции. погрешности, реализованный в предложенном устройстве, заключается в следующем. С помощью шифратора 18 и группы 13 элемента Ина первом участке коррекции формируется число-импульсная последовательность (фиг. 2в), которая вычитается в сумматоре 14 импульсов из основной после9437 1 довательности, поступающей с объединенных выходов группы 12 элементов И (фиг. 26) ° Суммарная ломаная (фиг. 2г) пересекает исходную функцию (фиг. 2а) таким образом, что на первом участке З коррекции образуется два экстремума, погрешности, равные половине экст- i ремума цолигональной аппроксимации.

На середине основного участка аппроксимации (в момент окончания первого участка коррекции) со второго выхода делителя 5 длины участка поступает сигнал, устанавливающий триггер 17 и нулевое состояние, в результате чего режим сумматора 14 импульсов переключается на противоположный, а на входы элементов И 13 подается код второго участка коррекции. Суммарная ломаная снова пересекает исходную кривую и заканчивается в узле аппроксимации, после него цикл работы схемы ,коррекции повторяется. Как следует из фиг. 2, суммарная ломаная аппрокснмирует исходную функцию в чебышевском смысле, т.е. с двукратной переменной знака погрешности между основными узлами аппроксимации. Именно это обстоя; тельство обуславливает изменение характера погрешности, а именно функция погрешности становится знак опере менной, © а величина угловых коэффициентов корректирующей функции рассчитываются таким образом, что площади, описываемые функцией погрешности с разными знаками, были равны. Поскольку радиус ss кривизны квадратичной параболы постоянный, то два числа кода угловых коэффициентов корректирующей функции обеспечивает описанную коррекцию на всех участках аппроксимации 40

Формула изобретения

Устройство для вычисления параболи- is ческих функций, содержащее генератор импульсов, ключ, делитель аргумента, делитель длины участков, счетчик номера участка, первый и второй двоичные счетчики, первую и вторую группы эле- и ментов И, первый триггер, элемент ИЛИ, элемент задержки, счетчик резулвгата и накапливающий сумматор, причем выход генератора импульсов соединен с

9 6 информационным входом ключа, выход которого соединен со входами делителя аргумента, взлителя длины участков и первого двоичного счетчика, выход которого соединен с входом первого триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходом первого триггере и выходами элементов И первой группы, первые и вторые входы элементов И которой соединены соответственно с выходами разрядов первого двоичного счетчика и счетчика номера участка, вход которого соединен с первым выходом делителя длины участков, выход делителя аргумен та через счетчик аргумента соединен с первым управляющим входом ключа, выход элемента ИЛИ соединен с входом второго двоичного счетчика, выход элемента задержки соединен с входом счетчика результата, выход которого соединен с информациенным входом накапливающего сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. точности, в него введены третья группа элементов И, второй триггер, шифратор и сумматор импульсов, причем второй управляющий вход. ключа соединен с входом запуска устройства и первым входом второго триггера, второй вход которого соединен со вторым выходом делителя длины участков, выход второго триггера соединен с входом шифратора и входом управления режимом сумматора импульсов, информационные входы которого соединены с выходами элементов И второй и третьей групп, вы хоцы второго двоичного счетчика соецинены с первыми входами элементов И второй и третьей групп, вторые входы элементов И второй группы соединены с управляющими входами устройства, вторые входы элементов И третьей группы соединены с выходами шифратора, выхоц сумматора импульсов соединен со: вкоцом элемента задержки и управляющим входом накапливающего сумматора, выходы счетчи «а результата и накапливающего сумматарй являются выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 561961, кл. (д 06 F 7/38, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2660930/18-24, 21.08. 78 (прототип).

Составитель А. Зорин

Редактор А. Йолинич ТехреаМ.Рейвес Корректор У. Пономаренко

Заказ 5111/56 Тираж 731 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4