Устройство для вычисления квадрат-ного корня

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ОЗЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 0305.78 (21) 2615988/18-24 Ф)М КЛ с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -С 06 Г 7/552 Государственный комитет СССР но лелам изобретений и открытийа1; а: ;Р.А.Воробель, В.Б.Дудыкевич и Б.А.Попов,Физико-механический институт АН Украийс 3 йй-т;СУ ----и Львовский ордена Ленина политехнический институт(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КВАДРАТНОГОКОРНЯ Устройство относится к вычислительной технике.Известно устройство для вычисленияквадратного корня 11.Недостатками этого устройства являются невысокая точность и чрезмернаясложность,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство для вычисления квадратногокорня, содержащее первый счетчик,соединенный входом с первым входомустройства, а разрядными выходами "с сигнальными входами элементов Ипервое группы, управляющие входы элементов И которой подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика,а выходы - ко входу "Вычитаниен реверсивного счетчика, разрядными выходами соединенного с управляющими 2 Овходами элементов И второй группы,и второй счетчик (2) .Известное устройство работаетследующим образ ом,В исходном состоянии счетчики устройства находятся в нулевом состоянии. На вход первого счетчика поступает частота У, а на вход второгосчетчика - частота Х. Первый счетчикс группой элементов И е элементами ЗО ИЛИ на выходе представляет собойдвоичный умнажитель частоты, управляеьый коДом числа 2 реверсивного счетчика, поэтому частота на его выходеопределяется выражениемуе 2(1)Игде 2 - код числа реверсивного счетчика,йтн = 2 - коэффициент пересчета ревер.сивного счетчика,и - количество разрядов реверсивного счетчика.Второй счетчик с группой элементовИ представляет собой двоичный делитель частоты, управляеввй кодом числа 2 реверсивного счетчикй, поэтомучастота Е иа его выходе определяетсявыражением ХЕ (2)Поскольку частоты ЕГ и Г поступают на входы реверсивного счетчика, то дифФеренциальное уравнение, описыванщее работу устройства, имеет видЬ 2веющее Г щ (3)Ьсили с учетом (1) и (2)дг Х Угг г г(4)Ыг 2 4 мВ установившемся режиме частотыи Г равны, поэтому.из (4) получимуг(,7)Таким ооразом, в реверсивном счетчике формируется число (6), пропорциональное квадратному корню из частного от деления двух частот Х и У, 20а на выходе устройства формируетсячастота (7), пропорциональная квадратному корню произведения двух частот Хиу.Однако известное устройство обладает недостаточной точностью, обусловленной большой погрешностью отокругления, и чрезмерной сложностью.Цель изобретения - повышение точ. ности и упрощение устройства. ЗОПоставленная йель достигается тем,что устройство содержит схему сложения"вычитания, первым входом соединенную со вторым входом устройства,а вторым входом - с выходами элемен-,тов И второй группы, сигнальными входами подключенными к разрядным выходам второго счетчика, входом подключенного к выходу схемы сложениявычитания и ко входу "Сложение" реверсивного счетчика,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства,Устройство для вычисления квадратного корня состоит иэ реверсивногосчетчика 1, счетчиков 2 и 3, группы 45элементов Й 4, (с элементами ИЛИ навыходе), группы элементов И 5, схемы6 сложения-вычитания,Устройство работает следующим образом. 50В исходном состоянии счетчики 2и 3 устройства находятся в нулевомсостоянии, в реверсивном счетчике1 находится код числа 2 (0) .= А. Напервый фход устройства поступает частота У,1 а на второй вход устройства - частота Х. Поскольку счетчик 2с группой элементов И 4 с элементами,ИЛИ на выходе представляет собойдвоичный умножитель частоты, управля, емый кодом числа 2 реверсивного счет чика 1, то частота Г,4 на его выходеопределяется выражениемуг"и 65 где Н = 2"- коэффициент пересчетареверсивного счетчика 1 а,о - количество двоичных разрядов реверсивногосчетчика 1,Счетчик 3 с группой элементов И5 представляетсобой Двоичный умножи-.тель частоты, управляемый кодом числа 2 реверсивного счетчика, поэтомучастота Г на его выходе определяется выражениемГ2ггг г (9)2В 4 КИгде Г " частота на выходе схемы бсложения-вычитания.Так как на первый вход схемы бсложения, вычитания, являющийся вторымвходом устройства, поступает частотаХ, а на второй вход - частота Гй с выхода элементов И 5, то частота ГЭна ее выходе определяется выражением,Х+ ГЭ - Г, (1 О,Подставив (9) и (10) и определивГ , получимЭХМ- 1 (11)2С выхода схемы б частота ГЭ поступает на вход "Сложение" реверсивного счетчика 1, на вход "Вычитание" которого поступает частота Г с выхода группы элементов И 4, поэтому дифференциальное уравнение, описывающее работу устройства, с учетом (8) и (11) имвет виддг ХМУ, Уг(12)Вг г иВ установившемся режиме частоты и Г, равны, поэтому из (12) получймХ 44г(13)г иОТКУДа Х аг О/К/1 (14)Подставив (14) в (8), получимГ,4 = УГХУ(15)Таким образом, в реверсивном счетчике 1 формируется число (14), пропор циональное квадратному корню из частного от деления частот Х и У, а на выходе группы элементов И 4 Формируется частота (15), равная квадратному корню из произведения частот Х и у.Сравнивая выражения (14) с (б ) видим, что в предлагаемом устройстве погрешность от округления уменьшена в 1 йв раз, а из сравнения выражений (15) и (7) видим, что частота Г увеличена в-ГМ раз, что увеличивает в % раз точность последующих устройств обработки информации,Следовательно, включение в состав устройства схемы сложения-вычитания и изменение связей позволяют упростить устройство (вместо группы схем сравненияукаждый элемент которой сос834698 Формула изобретения Составитель Н.Шелобанова Редактор А.Лежнина Техред Т. Маточка Корректор В. Синицкаказ 4100/75 Ти ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Жомитет аоткрытийская на ПодписноеР аж 745нного кений и35, Рауш д. 4/5 атент", г. Ужгород, ул. Проектна ли ал тоит из двух схем совпадения, и схем сборки в предлагаемом устройстве используется группа элементов И) и повысить его точность (погрешность от округления уменьшена вЯщраз). Устройство для вычисления квадратного корня, содержащее первый счетчико соединенный входом с первым входом устройства, а разрядными выходами с сигнальными входами элементов И пер. вой группы, управляющие входы элементов И которой подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика, а выходы - ко входу "Вычитание" реверсивного счетчика, разрядными выхода" ми соединенного с управляющими вхоами элементов И второй группы, и торой счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно содержит схему сложения-вычитания, первым входом соединенную со вторымвходом устройства, а вторым входомс выходами элементов И второй группы,сигнальными входами подключенными кразрядным выходам второго счетчика,входом подключенного к выходу схемысложения-вычитания и ко входу "Сложение" реверсивного счетчика.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Смолов В.Б. и Фомичев В.С.