Устройство для вычисления элементарных функций

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеслублик щ 970380(Й 1 М. Кл. 6 06 Р 15/31 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения В. Б. Дудыкевич, Л. В. МороСтрилецкий Т. Г. Галамай Львовский ордена Ленина политехнический ин им. Ленинского комсомола) УСТРОЙСТВ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЭЛЕИЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЙ ве чениение уст Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике .и может найти применение при аппаратном вычислении элементарных функций.Известно устройство для вычисле ния функций тангенса и арктангенса, содержащее счетчик, два сумматора, пересчетную схему, группу элементов И и элемент задержки 13.К недостатку известного устройства следует отнести низкую точность вычислений. В устройстве результат преобразования представляется суммой всего лишь двух членов разложения в ряд функций тангенса или арктангенса.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления тригонометрических функций от величин, представленных в виде последовательности импульсов, содержащее счетчик, четыре сумматорЪ, делитель, четыре группы элементов И и три элемента задержки Г 2 Э.Недостатками известногоустройства являются сложность устройства и невысокая точность вычислений, связанная с тем, что в устройстве реализуется вычисление функций в соответствии с формулами разложения их ряд с ограниченным количеством члнов (в данном случае используются только три члена ряда).Цель изобретения - увелиточности вычисления и упроще ройства.Поставленная цель достигается 1 р тем,что в устройство, содержащеедве группы импульсно-потенциальных элементов И и первый суммирующий счетчик, введены второй и третий суммирующие счетчики, реверсивный счетчик, импульсный вычитатель, эле мент И и два элемента ИЛИ, причем первый вход элемента И соединен с входом частоты устройства, .выход элемента И соединен с первым входом импульсного вычитателя и входом пер ваго суммирующего счетчика, вьвсоды старших и младших разрядов которого соединены соответственно с потенциальными и импульсными входами импульсно-потенциальных элементов И первой группы, выходы которых соеди иены с входами первого элемента ИЛИ выход которого соединен с входом реверсивного счетчика, выходы ревер сивного счетчика и второго суммирующего счетчика соединены соответстг гмээМнэ - 141гйо йхй 1= йо - М)Юйо Реверсивный счетчик 3; счетчик 2илигруппа элементов И 5 и элемент ИЛИ10 образуют второй двоичный умножи а э.и Мо - (О)"х венно с потенциальными и импульсными входами импульсно-потенциальных элементов И второй группы, выходы которых соединены с входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом импульсного сумматора, выход которого подключецк входам второго и третьего суммирующих счетчиков, выход. третьего суммирующего счетчика соединен с вторым входом элемента И. 10На чертеже представлена блок-схе" ма устройства.Устройство для вычисления элементарных функций содержит суммирующие счетчики 1 и 2, реверсивный счетчик. 5 3, группы 4 и 5 импульсно-потенциальных элементов И, импульсный вычитатель б, реверсивный счетчик 7, элемент И 8 и элементы ИЛИ 9 и 10.Устройство работает следующим образом.При вычислении функций агой К и а х элемент И 8 открыт по вто" рому входу на все время.преобразо"вания. На вход устройства, т.е. на первый вход элемента И 8, поступаютимпульсы частоты Х Вх .Счетчик 1, группа 4 элементов И, элемент ИЛИ 9 представляют собой двоичный умножитель, с редняя частота следования К 4 на выходе которого определяется числом й( С)записанным в счетчике 1 и входйой частотой э.счетчика 1 по формулею (4)йЬ)35вхгде йо - емкость счетчиков 1, 2 и 3.Поскольку вход счетчика 1 сязанс входом устройства, поэтому в счет; чике во .времени будет нарастать чис 40ло Эй .-вхь (г)Импульсы частоты К 4 поступают навход реверсивного счетчика 3, в кото ром будет формироваться код ЙВ( Ф,равный МээиаКИ ээ+ээ ИЛИ ээ Н ОПрЕдЕЛяЮтработу счетчика 3 в режиме сложенияили вычитания соответственно;М - число, записанное в счет.Нчике 3 перед началом работы 55а Используя выражения (1) и (2),можно получить темь, выходная средняя частота которого определяется выражениемйЕ,фЕь э(5)Огде 16 - частота следования импульсовна выходе вычитателя б.Работа вычитателя б описывается следующим уравнением:,э)1 - аэо о эРассмотрим следующие случаи.Счетчик 3 работает в режиме сложения йн = О. Тогда в соответствии с выражением (4) и (8) можно записатьО ВХйг)= . г,а (9)о гйо+вдРешением уравнения (9) будет"вхйг(ц=Юй ыгоЬвх ро 1г "оСчетчик 3 работает в режиме вычитания Мн = й .,В этом случаейг(ф) = йод ф гВХПрименяя старт-стопные режимы работы устройства, можно получить функции тангенса и гиперболического тангенса,Если на вход счетчика 1 подавать импульсы частоты ЕВХ до тех пор, пока код преобразуемого числа й сравняется,с кодом числа в счетчике 2, то будут справедливы следующие соотношения; для первого случая илийвхйодля второго случая. Очевидно, что в счетчике 1 будет сформирован код й, определяемый из следующих выраже- ний970380 Формула изобретения НИИПИ Заказ 8389/60ираж 731 Подписное ПП "Патент",од, ул. Проектная филиал г. Ужг Для получения зависимостей.(12)(13) необходимо поместить в счетчик 7 число М, в дополнительномкоде. Преобразование будет длиться до тех пор, пока счетчик 7 не переполнится и с выхода переполнения за-кроет элементы 8 по второму входу.Анализ полученных выражений (4), (1)(11)(12) и 13) показывает что устройство позволяет реализовать Функции вида к -, асИ х, аги х Всх и 11 хСледует отметить, что в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом повышена точность внчислений вследбтвие того, что в предлагаемом устройстве осуществляется непосредственное воспроизведение функционапьных зависимостей, а в прототипе аппроксимация их тремя чл -яами степенного .ряда.За счет дополнительного введения . в состав устройства трех счетчиков, двух элементов ИЛИ, элемента И и импульсного вычитателя (в общем случае одного элемента И) из состава устройства исключены четыре сумматора, две группы элементов И, делитель и три ,линии задержки. Очевидно, что объем оборудования исключенных элементов превосходят объем оборудования введен ных элементов, следовательно, произ ведено упрощение устройства. Устройство для вычисления элемен,тарных Функци 9содержащее две группы импульсно-потенциальных элементовИ и первый суммирующий счетчик, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повиаения точности, в него введены второй и третий суммирующие счетчики, реверсивный счетчик, импульсныйвычитатель, элемент И и два элементаИЛИ, причем первый вход элемента Исоединен с входом частоты устройства,выход элемента И соединен с первым1 ф входом импульсного. вычитателя и входом первого суммирующего счетчика,выходы старших и младших разрядовкоторого соединены соответственно спотенциальными и импульсными входами35 импульсно-потенциальных элементов Ипервой группы, выходы которых. соедиНены с входами первого элемента ИЛИ,рыход которого соединен с входом ре"версивного счетчика, выходы реверсив2 О ного счетчика и второго суммирующегосчетчика соединены соответственнос потенциальными и импульсными вхо-.дами импульсно-потенциальных элементов И второй группы, выходы которых25 соединены с входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен свторыми входом импульсного сумматора,выход которого подключен к входамвторого и третьего суммирующих счет-. чиков, выход третьего суммирующего;четчика соединен с вторым входомэлемента И,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Малиновский Б. Н. и др. Вве-.дение в кибернетическую технику. К.