Устройство для возведения в степень

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий 23) Приоритет(53) УДК 681,335(088.8) ликовано 15.09.77. Бюллетень34 ата опубликования описания 14.09.7 2) Автор изобретения Д. Трофим) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕН СТЕП внитель 10,1Изобретение касается аналоговых электрических. вычислительных устройств и можетбыть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Известно устройство для возведения в степень, содержащее нелинейные блоки, ключевые элементы, функциональный преобразователь ситналов 1.Однако это устройство имеет сраную низкую точность работы.Наиболее близким к данному изобретениюявляется устройство для возведения в степень,содержащее функциональный преобразовательдвух аргументов, к одному из входов которого подключен вход первого нелинейното блока и источник входного сигнала - основания,а ко второму входу присоединен вход второгонелинейного блока, реле, обмотка которогочерез ключевой элемент подключена к источнику питания, переключатели, источник входного сигнала-показателя степени 2.Это устройство имеет невысокую точностьоперации возведения в степень в большомдиапазоне величин входных сигналов, когдавходной сигнал-основание равен нулю илистремится к максимальной величине,Целью изобретения является повышениеточности в широком диапазоне величин входных ситналов. Для этого в предлатаемое устройство введены блок воспроизведения логарйфййческой функции, последовательно соединенные блок обратных величин, блок деления, блок воспроизведения показательной функцйи, выход которого подключен к размыкающему контакту реле, подвижный контакт которого соединен с выходом устройства, к замыкающему контакту реле присоединен выход функционального преобразователя двух аргументов, источник входного сигнала-основания через блок воспроизведения логарифмической функции соединен с подвижным контактом первого переключателя, источник входного сигнала-показателя степени подключен ко второму входу функционального преобразователя двух аргументов и к подвижному контаКту второго переключателя, выходы нелинейных блоков соединены с обмоткой реле, первый контакт первого переключателя соединен со вторым контактом второто переключателя и со вторым входом блока деления, второй контакт первого переключателя подключен ко входу блока обратных величин и первому контакту второго переключателя,На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит функциональный преобразователь двух аргументов 1, блок воспро45 50 55 б 0 б 5 3изведения показательной функции 2, блок деления 3, блок обратных величин 4, блок воспроизведения логарифмической функции 5, первый и второй нелинейные блоки 6 и 7, реле 8, подвижный контакт 9 реле 8, размыкающий 10 и замыкающий 11 контакты реле 8, источник питания 12, ключевой элемент 13, источник 14 входного сигнала-показателя степени, источник 15 входного сигнала-основания, первый переключатель 16, второй переключатель 17, подвижные контакты 18 и 19 первого и второго переключателей соответственно, первые контакты 20 и 21 первого и второго переключателей соответственно, вторые контакты 22 и 23 первого и второго переключателей соответственно. Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии изменяющиеся в пределах машинной единицы напряжения от источников 14 и 15 поступают на входы нелинейных блоков 6 и 7 и входы функционального преобразователя двух аргументов 1, Характеристики нелинейных блоков 6 и 7 таковы, что напряжение срабатывания реле 8 может быть достигнуто только в том случае, когда одновременно оба входных напряжения устройства равны нулю, или когда напряжение сигнала-основания равно максимальной величине, а напряжение сигнала-показателя степени равно нулю, В остальных случаях реле 8 обесточено.При выполнении операции возведения сигнала-основания в степень, определяемую величиной сигнала-показателя степени, на выходе функционального преобразователя двух аргументов устанавливается напряжение, пропорциональное результату операции, которое через контакты 11 и 9 передается на выход устройства.Если одновременно входные сигнал-основание и сигнал-показатель степени равны нулю или сигнал-основание равен максимальной величине, а сигнал-показагель степени равен нулю, то срабатывает реле 8 и его подвижный контакт 9 перебрасывается.Поступающее на вход блока воспроизведения логарифмической функции 5 напряжение преобразуется в напряжение, пропорциональное логарифму от входного сигнала-основания и, как делимое, подается на второй вход блока деления 3 через подвижный и первый контакты 18 и 20 первого переключателя 16. Напряжение входного сигнала-показателя степени через подвижный и первый контакты 19 и 21 второго переключателя 17 подается на вход блока обратных величин 4, с выхода которото напряжение подается, как делитель, на первый вход блока деления 3.Неопределенность вида отношения бесконечности, возникающая при делении входных напряжений блока деления 3, раскрывается посредством дифференцирования этих напряжений и деления производной от выход 5 10 15 20 25 Зо 35 40 ного напряжения блока воспроизведения логарифмической функции 5 на производную от выходного напряжения блока обратных величин 4.Напряжение с выхода блока деления 3 поступает на блок воспроизведения показательной функции 2, выходное напряжение которого через контакты 10 и 9 реле 8 поступает на выход устройства, т. е. неопределенности вида нуль в нулевой степени, либо бесконечность в нулевой степени раскрывается по правилу Лопиталя после преобразования в неопределенность вида отношения бесконечностей.Как только входной сигнал-основание и сигнал-показатель степени не равны нулю одновременно или сигнал-основание максимальной величине, то устройство возвращается в исходное состояние,В некоторых случаях удобнее неопределенность вида нуль в нулевой степени или бесконечность в нулевой степени преобразовать в неопределенность вида отношение нулей, так как требуется меньшее число операций дифференцирования. Для этого первый и второй переключатели 16 и 17 устанавливаются в положение, противоположное изображенному на чертеже. Тогда напряжение входного сигнала-показателя степени, как делимое, подается на второй вход блока деления 3, напряжение с выхода блока воспроизведения логарифмической функции 5 через блок обратных величин 4, как делитель, подается на первый вход блока деления 3. От деления этих напряжений возникает неопределенность вида отношение нулей, которая раскрывается по правилу Лопиталя и выходное напряжение блока деления 3, пропорциональное производным от отношения входных напряжений, поступает на вход блока воспроизведения показательной функции 2. В стальном устройство работает аналотичному вышеописанному. В тех случаях, когда известно, что всегда величина входного сигнала-основания не меньше нулевой величины, т. е. основание степени положительно или равно нулю, устройство может быть переведено в режим, когда функциональный преобразователь двух аргументов 1 в решении не участвует.Для этого с помощью ключевого элемента 13 на реле 8 подается напряжение от источника питания 12. Тогда выход устройства через контакты 9 и 10 подключается на выход блока воспроизведения показательной функции,Устройство работает в этом случае аналогично рассмотренному выше, начиная с момента срабатывания реле 8,Таким образом, предложенное устройство позволяет получить результаты вычислений при возникновении неопределенностей вида нуль в нулевой степени и бесконечность в нулевой степени, что расширяет класс исследуемых функций, повышая точность решений,572798 Формула изобретения Составитель О. Отраднов Техред И. МихайловаКорректор О, Тюрина Редактор Н. Каменская Подписное Заказ 1936/7 Изд, Ьо 712 Тираж 818 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Устройство для возведения в степень, содержащее функциональный преобразователь двух аргументов, к одному из входов которого подключен вход первого нелинейного блока и источник входного сигнала-основания, а ко второму входу присоединены вход второго нелинейното блока, реле, обмотка которого через ключевой элемент подключена к источнику питания, переключатели, источник входного сигнала-показателя степени, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне величин входных сигналов, в него введены блок воспроизведения логарифмической функции, последовательно соединенные блок обратных величин, блок деления, блок воспроизведения показательной функции, выход которото подключен к размыкаю 1 цему контакту реле, подвижный контакт которого соединен с выходом устройства, к замыкающему контакту реле присоединен выход функционального преобразователя двух аргументов, источник входного сигнала-основания через блок воспроизведения логарифмической функции соединен с подвижным контактом первого переключателя, 5 источник входного сигнала-показателя степени подключен ко второму входу функционального преобразователя двух аргументов и к подвижному контакту второго переключателя, выходы нелинейных блоков соединены с 10 обмоткой реле, первый контакт первого переключателя соединен со вторым контактом второго переключателя и со вторым входом блока деления, второй контакт первого переключателя подключен ко входу блока обратных 15 величин и первому контакту второго переключателя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мв 434419, 20 кл, 6 ОбСт 7/20, 1971.2. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины, Изд. Высшая школа, 1972, с. 304 - 305, рис, И - 73.