Устройство для вычисления показательных функций

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03. 81 (21) 3256458/18-24 (51) М. NA. с присоединением заявки ¹ —

С 06 F 7/556

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3009.82. Бюллетень ¹36 (531 УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 300982. (72) Автор изобретения! (:кСОЮЗМу

Йй ТГНТ116

ТЕХНИЧЕСКАЯ

|ской ССР

< <ЛХОТЕв ;.й

В.Т.Кондратов. (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украи (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЬНЫХ

ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и может быть использовано при построении управляющих и специализированных вычислительных машин, калькуляторов, функциональных преобразователей, логарифматоров, измерителей звукового давления, измерителей мощности звука и другой электронной аппаратуры.

Известно устройство для возведения в степень, содержащее логические элементы, генератор импульсов, регистр и счетчик (1 ).

Недостатком известного устройства является низкая точность вычисления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, счетчик результата, дешифратор и регистр, вход и выход которого соединены соответственно с входом аргумента устройства и входом дешифратора, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера и выходоМ момента окончания вычисления устройства, вход счетчика результата соединен с выходом элемента И, вход установки в единицу триггера соединен с. входом пуска устройства (2).

Однако известному устройству присуща недостаточная точность вычисле-. ния.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, счетчик результата, дешифратор и регистр, вход и выход которого соединены соответственно с входом аргумента устройства и входом дешифратора, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера и выходом момента окончания вычисления устройства, вход счетчика результата соединен с выходом элемента И, вход установки в единицу триггера соединен с входом пуска устройства, до. полнительно введены управляемый делй25 тель частоты, импульсный вычитатель, импульсный сумматор и схема сравнения, первый вход которой соединен с выходом счетчика результата,. выходом парал лельного кода результата устройства .и

30 первым входом импульсного вычита96 2928

К„= fo /10 (1)

Полученную вспомогательную последовательность импульсов вычитают из исходной в течение интервала времени a t В результате в конце интервала времени pt получают число импульсов, определяемое выражением (f p fp ) Затем к результату вычитания добавляют десять импульсов. 50

Nz= N., + 10 (3) и прекращают счет и процесс деления частоты следования исходной последовательности импульсов в момент времени t равенства интегральных значений преобразованной последовательности импульсов и исходной последовательности за интервал времени

t1 -t,т.е. при

1 tg — ((Ео-К„)at ° o)at= — " (f,ьЦ,ц.(4)

65 теля, второй вход которого соединен с выходо . управляемого делителя частоты и первым входом импульсного сумматора, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом импульсного вычитателя .и вторым вхо- 5 дом схемы сравнения, выход которой соединен с входом установки в нуль триггера, выход элемента И соединен со счетным входом управляемого делителя частоты, управляющий вход кото- 10 рого соединен с выходом дешифратора выход число-импульсного кода резулъ тата устройства соединен с выходом элемента И.

На чертеже представлена блок-схема устройства, устройство для вычисления показательных функций содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, триггер 3, регистр 4, дешифратор 5, счетчик б результата, вычитатель 7 импульсный, сумматор 8 импульсный, схему 9 сравнения, делитель 10 частоты управляемый.

Рассмотрим работу устройства на примере вычисления значения 10". 25

Сущность работы устройства заключается в следующем.

Для вычисления значения числа

N 10, где х — целое число, исходх ную последовательность импульсов, 30 следующих с частотой Х,, делят по частоте в 10" "раэ с момента времени 1, . В общем случае мояно считать t = О. В результате деления формируется вспомогательная последо - 35 вательность импульсов с частотой следования

Вычисляя левую и правую части выражения . (4), получим (f p fp )dt + j0 fp at (5) Откуда f „д = 10 (или fpÄ t> = 10), а.

10 10 г х

0 о (6) Работа устройства заключается в следующем.

На первый вход элемента И 2 с выхода генератора 1 импульсов поступают импульсы с частотой следования fp . В момент времени tq, т,е. в момент пуска устройства, триггер 3 переводится в состояние единицы, при котором разрешается прохождение импульсов частоты fp на выход элемента И 2.

С выхода элемента И 2 на выход число-импульсного кода устройства, входы счетчика 6 результата и делителя 10 поступает исходная последовательность импульсов частоты Е, .

В регистр 4 предварительно записывается двоично-десятичный код числа х-1, где х — показатель степени.

В результате дешифрации кода "-.исла х-1 с помощью дешифратора 5 на управляющий вход делителя 10 частоты поступают потенциалы, устанавливающие коэффициент деления делителя частоты, равные для каждого каскада делителя единице при нулевом потенциале или десяти при единичном потенциале.

В результате на входы вычитателя

7 и сумматора 8 поступают импульсы с частотой следования, определяемой иэ (1) .

В течение времени, например,nt

С - Q,ãäå г7- момент окончания процесса вычисления, в счетчике б результата запишется число

Np = fp at (8) а в вычитателе 7 — число, определяемое из (2). В сумматор 8 поступит число импульсов

01 о1 (9)

В результате суммирования чисел (2) и (9) на вход схемы 9 сравнения с выхода сумматора 8 поступит код числа, определяемого (3), который может быть записан в виде (10 ) = 1 „+ о1

Поскольку результат вычисления N получают путем подсчета числа счетных импульсов частоты fp (т.е. исходной последовательности импульсов) за интервал времени at, то с учетом (6) . N = f at = fp. = 10 ... (7)

10 х о о 7 962928

Формула изобретения

Устройство для вычисления показательных функций, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, счетчик результата, дешифратор и ре10 гистр, вход и выход которого соединены соответственно с входом аргумента устройства и входом дешифратора, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход

15 которого соединен с выходом триггера и выходом момента окончания вычисления устройства, вход счетчика результата соединен с выходом элемента

И, вход установки в единицу триггера

20 соединен с входом пуска устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены упранляеьый делитель частоты, импульсный сумматор и схема сравнения, первый вход которой соединен с выходом счетчика результата, выходом параллельного кода результата устройства и первым входом импульсного вычитателя, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя

З0 частоты и первым входом импульсного сумматора, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом импуиьсного вычитателя и вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен с входом установки н нуль триггера, выход элемента И соединен со счетным входом управляемого делителя частоты, управляющий вход которого соединен с выходом дешифра40 тора, выход число-импульсного кода результата устройства соединен с выходом элемента И.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе ,45; 1. Авторское свидетельство СССР

9 587467, кл.G 06 F 7/552, 1978.

1. Авторское свидетельство СССР

0 .634273,. кл.G F 7/552, 1978 (прототип). В отличие от прототипа в предложейном техническом решении повышение точности достигнуто за счет исключения методологической погрешности вычисления значения 10", обусловленной использованием приближенных методов вычисления на основе полиномов. Понышение точности в предлагаемом устройстве достигается за счет введения новой совокупности и последовательности операций преобразования частоты следования импульсов; направленных на высокоточное определение интервала времени, необходимого для получения требуемого результата вычисления числа N = 10" °

Предложенная совокупность и последовательность операций обеспечивает не только формиронание параллельного кода числа N, но и число-импульсный

За время at на вход схемы 9 сравнения поступит с выходов счетчика б результата код числа, определяемого (8) . В момент времени t2, т.е. при равенстве кодов чисел (3) и (8) (Ео ЕО1 ) 4й + Ео„ 41 = Ео ° 4й (11) на выходе схемы 9 сравнения формируется импульс, устанавливающий триггер 3 в нулевое состояние. Поступление импульсов на выход элемента И 2 прекращается. Момент нремени t2 равенства кодов чисел (3) и (8) определяет конец интервала времени 4t 2 1

Из выражения (11) видно, что равенство кодов чисел (3) и (8) удонлетворяется.

Интервал времени 4t может быть определен из выражений (6) или (9)

N02 10

Следов ател ьно, число, записанное в счетчик б результата импульсов за время дй, равно 01 О 4

10 х

О код этого числа, а также пропорциональный ему временной интервал.

962928

Составитель A.Çîðèí

Редактор Т.Портная Техред С.Мигунова Корректор A Гринденко

Заказ 7513/68 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "ПаТент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4