Цифровое устройство для извлечения квадратного корня

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соеоз Советник Соцмаестическик Республик(ЩЗаявлено 250 сприсоединением 6 Об Г 7/55 осударственный комитет ссср оо делам изобретений и открытийата опубликования описания 300881. ч(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯКВАДРАТНОГО КОРНЯ вычислиь использо х и спекже цифприбороватного ных числоИзобретение относится ктельной технике и может бытвано при создании управляющициализированных машин, а таровых электроизмерительныхи систем для извлечения квадркорня иэ чисел, представленимпульсным кодом.По авт. св. В 546880 известно устройство для извлечения квадратногокорня из чисел, представленных числоимпульсным кодом, содержащего приемный счетчик н счетчик результата,информационные выходы которых подключены к соответствующим входамсхемы сравнения кодов, триггер, счетный вход которого является входомустройства, а выход подключен к счет"ному входу приемного счетчика, элемент И, управляющий вход которогосоединен с выходом схемы сравнениякодов, сигнальный вход - со входомустройства, а выход подключен ксчетному входу счетчика результатаи к шине сброса в ноль приемногосчетчика (1 ,Цель изобретения " повышение точности и быстродействия устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство дополнительно введены счетчик результата дробной части, распределитель импульсов, три элемента И, два триггера, гене" ратор импульсов, многовходовой эле" мент И, делитель на пять, блок перезаписи и вычитающий счетчик, причем информационные выходыпервого триггера н приемного счетчика соединены со входами блока перезаписи, выходы которого соединены со входами эапн" си вычитающего счетчика, выход которого подключен ко входу блока перезаписи; к управляющим входам распределителя Импульсов многовходового элемента И, а также ко входу установки в единичное состояние второго триггера, первый выход которого под" ключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого сое динен со входом фСтартф, подключенным ко входу установки в ноль приемного счетчика, к управляющему входу третьего элемента И и к первому входу многовходового элемента И, второй вход которого соединен с выходом распределителя импульсов, третий входа выходом генератора импульсов, а выход подключен к первому входу приемного счетчика, счетному входу третье . го триггера и третьему входу второгоэлемента И, выход которого соединен с первым входом делителя на пять, выход которого подключен ко входу вычитающего счетчика и входу установки в единичное состояние третьего триггера, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом второго триггера, выход схемы сравнения кодов подключен к информационному входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом сброса в ноль приемного счетчика и сигнальным входом распределителя импульсов, выходы которого подключены ко входам счетчика результата дробной части.На чертеже изображена структурная схема устройства.Устройство содержит счетчик 1 результата, схему 2 сравнения кодов, первый элемент И 3, первый триггер 4, приемный счетчик 5, третий элемент И б, счетчик 7 результата дробной части, распределитель 8 импульсов, генератор 9 импульсов, блок 10 перезаписи, многовходовой элемент 11, третий триггер 12, четвертый элемент И 13, делитель на пять 14, вычитающий счетчик 15, второй триггер 16 и второй элемент И 17, блок 10 перезаписи выполнен в простейшем случае на двух группах элементов И, одноименные выходы которых объединены между собой по входам записи триггеров счетчика 15Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии счетчики 1,5, 7 и 15 и триггеры 4, 12, 16 сброшены в "0". Элемент И 11 закрыт сигналом с выхода счетчика 15 и отсутствием сигнала "Стартф. Элемент И 13 закрыт, афэлемент И 17 открыт сигналом с выхода триггера 16. Элемент И 6 закрыт отсутствием сигнала "Старт". Как и в известном устройстве, с окончанием поступления число-импульсного кода числа х (Чик х - на чертеже) на вход триггера 4 в счетчике 1 целочисленной части результата зафиксируется значение ух корня квадратногооиз числа х. При этом в триггере 4 и счетчике 5 зафиксируется остаток от извлечения целочисленной части квадй ратного корня Ь= х - ур, Для получения значения дробной части х использован алгоритм Герона у щ у НХ-у )/2 уо, согласно которому при вычислении значения отношения(М-Уо)/2 Уоо о оа дополнительно получают число достоверных разрядов в дробной части, равное числу разрядов в целочисленной части. Поэтому с окончанием занесения числа х от внешнего устройства приходит сигнал "Стартф, который посредством блока 10 перезаписи переписыва" ет из триггера 4 и счетчика 5 ход остатка х - у в вычитающий счетчикй 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 1, а также сбрасывает после перезаписи в ноль счетчик 5 и открывает элемент И 17 и элемент И 11, вследствие чего импульсы с выхода генератора 9 поступают на вход счетчика 5 и через элементы И 11 и 17 - на вход делителя на пять. С приходом на вход счетчика 15 с выхода делителя на пять Ь импульсов он переходит в нулевоесостояние, вследствие чего на еговыходе нуля возникает перепад, который опрокидывает триггер 16 в единичное состояние и переписывает иэ счетчика 15 в счетчик 15 код остатка отеделения числа 5 (х-уо) на число уд, заФиксированное в счетчие 1, а также подготавливает распределитель 8 к прохождению импульсов с выхода элемента И 6 на вход сотых долей счетчика 7. При получении сотых долей и т,д. корня квадратного числа блок 10 перезаписи переписывает число из счетчика 5 в счетчик 15 таким образом,что состояние первого триггера счетчика 5 записывается в первый триггер счетчика 15, а состояние и-ого триггера счетчика 5 записывается в и-ыйтриггер счетчика 15. В процессе умножения на 5 остатка х-ур счетчик 1схема 2 сравнения кодов, счетчик 5и элемент И б образуют двочиный делитель частоты, При равенстве кедовв счетчиках 1 и 5 сигнал с выходасхемы 2 сравнения кодов проходит через элемент И б на вход распределителя 8 импульсов, а также сбрасываетв ноль счетчик 5Импульсы с выходаэлемента И б через распределитель 8проходят на вход декады десятых долей счетчика 7 результата. Поскольку с выхода элемента И 11 на входсчетчика 5 поступило 5 (х-уо ) импуль"сов, то в первой декаде счетчика 7зафиксируется целочисленное значениеотношения уеис (" ") ) а остаток 6= 5(х-ур) - у у . от деленияэафиксируется в счетчике 5, Послепрохождения 5 (х-у) импульсов перепад на выходе счетчика 15 переводит триггер 16 в единичное состояние, вследствие чего элемент И 17закрывается, а элемент И 13 откроется, От.последовательного .соединениятриггера 12 и делителя на пять 14и при сбрасывании в единичное сос"тояние триггера 12 каждым импульсомс выхода делителя на пять 14 онивместе образуют делитель на девять.Так как код остатка Ь в счетчике5 не стирается и одновременно записывается в,счетчик 15, то к моментуего обнуления на вход счетчика 15поступит число импульсов 9 д, а сучетом в счетчике 5 имеют число9 ье+ Ьд = 10 д импульсов. Поэтомус выхода элемента И б на вход декады сотых долей счетчика 7 с выходараспределителя 8 поступает числоимпульсов, равное целочисленному860066 Формула изобретения 745 Подписное каз 7549/ ВНИИПИ ектная, 4 ПП "Патент ород, ул значению отношения у: 1 ц Г ф). Перепад с выхода нуля счетчика 15 подготовит распределитель 8 импульсов к прохождению импульсов с выхода элемента И б в декаду тысячных долей счетчика 7, а также перепишет из счетчика 5 в счетчик 15 код числа Ь= 106- у ув. Далее процесс вычисления отйошения происходит аналогично уже описанному,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить значения разрядов дробной части квадратного корня без умножения подкоренного числа на 10 , что дает возможность2 йповысить точность и быстродействие извлечения квадратного корня. Цифровое устройство для извлечения квадратного корня по авт.св, 9 546880, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены счетчик результата дробной части, распределитель импульсов, три элемента И, два триггера, генератор импульсов, многовходовой элемент И, делитель на пять, блок перезаписи и вычитающий счетчик, причем информационные выходы первого триггера и приемного счетчика соединены со входами блока перезаписи, выходы которого соединенысо входами записи вычитающего счетчика, выход которого подключен ко входу блока перезаписи, к управляющим входам распределителя импульсов и многовходового элемента И, а также ко входу установки в единичное состояние второго триггера,первый выход которого подключен кпервому входу второго элемента И, второй вход которого соединен со входом"Старт" устройства, подключенным ковходу установки в ноль приемногосчетчика, к управляющему входу третьего элемента И и к первому входу многовходового элемента И, второйвход которого соединен с выходом распределителя импульсов, третий вход "с выходом генератора импульсов, а выход подключен к первому входу приемного счетчика, счетному входу третье"го триггера и третьему входу второгоэлемента И,выход которого соединен спервым входом делителя на пять, выход которого подключен ко входувычитающего счетчика и входуустановки в единичное состояниетретьего триггера, выход которогоподключен к первому вхсщу четвертогоэлемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом второго триггера, выход схемы сравнения кодов25 подключен к информационному входутретьего элемента И, выход которогосоединен со входом сброса в нольприемного счетчика и сигнальным входом распределителя импульсов, вы 30 ходы которого подключены к разряднымвходам счетчика результата дробнойчасти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе)5 1. Авторское свидетельство СССРР 546880, кл. 6 06 Г 7/38, 1973,