Цифровое устройство для вычисления гиперболических функций

Союз Советски юСоцналнстнческикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 03,05,77 (21) 2481138/18-2 исоеднненнем заявки М фсудерстаекнмй аанатет СССР аа делам кэебретеаай к аткрмтай(23) Приоритет Опубликовано 05,09.79. Бюллете Дата опублнковання описания 08 МЗЗ(54 ОВОЕ УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ВЫЧИСЛЕНГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ роиства; последовательно соединенные дента и счетчик о соединенны аргумента;делитель литель врг последоват длины участка держки и счетч последователь н ный управляе ножитель и сч вход записи ко установки деле Окадов двухкаск теля подключе оспроизвеида у =1(К,тор тактовых ппрокчв соеервого счетчика числа участко имации соответственно выход клю инеи с первыми входами делителя вргу- роксимента, делителя длины участка апп мвции и двухкаскадного управляем лителя 21.Недостатком указанного устрой является невозможность вычислять одические функции (с положительнь отрицательным наклоном).Цель - расширение функционвльн можностей устройства за счет выч д Наи ровое у боли чес перим и тор пм ненкп которог х возислен Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в именно к устройствам для воспроизведения и вычисления функций вида=О(к,может найти применение в вычислительных преобразователях форм информации, в автоматических системах управления в качестве нелинейных корректирующих звеньев, в системах числового управления металлообрабатывающими станками, в также в цифровых моделирующих машинах,Известно устройство для вдения и вычисления функций всодержащее регистры, генераимпульсов, сумматоры (11.Недостатком известного устройс 1 ва является невозможность вычислять функзменяющимися коэффициент ами,более близко к предлагаемому цифстройство для вычисления гиперких функций, содержащее генерепульсов, выход которого подсоедиервому входу ключа, второй входо подключен к шине запуска уст аппроксимации, элемент зик участков аппроксимации о соединенные двухкасквдмый делитель, двоичный уметчик результата, причем эффициентв деления, входы ния первого и второго квс адного управляемого делины соответственно к выходфункций с положительным и отрицательным наклоном.Цель достигается тем, что в устройство введены формирователь илпульсов,элементы И, две группы элементов И,элементы ИЛИ, триггер схема сравнения 5первая группа входов которой подключенако входам счетчика аргумента, а выходк первому входу элемента И, второй входкоторого подключен к шине управленияустройства, а выход - ко второму входуключа, выход схемы сравнения через формирователь импульсов соединен со счетным входом триггера, установочные входы которого соединены с шинами начальной установки наклона функции, входыэлемента ИЛИ подключены к выходам элементов И первой и второй групп, первыевходы которых подключены соответственно к шинам ввода минимального и максимального значений аргумента, а вторые 26 входы подключены соответственно к нулевому и единичному выходам триггера, к отрицательной и положительной шинам управления знаком счета делителя аргумента, счетчика аргумента, делителя длины участка аппроксимации счетчика участков аппроксимации, счетчика результата,На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства, на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая работу схемы.Устройство содержит генератор 1, ключ 2, делитель аргумента 3, счетчик аргумента 4, делитель участков аппрок 35 симации 5, элемент задержки 6, счетчик числа участков 7, двухкаскадный управляемый делитель 8, двоичный умножитель 9, счетчик результата 10, схему сравнения 11, формирователь 12, триггер 13,46 элемент ИЛИ 14, группу элементов И 15, группу элементов И 16, элемент И 17, шину управления 18, шину запуска 19, шину ввода минимального значения аргумента 20, шину ввода максимально-го значения аргумента 21, шины начальной установки вида функции 22, 23, вход записи коэффициента деления 24, вход установки коэффициецта деления 25.Устройство работает следующим образом, Перед пуском в устройство вводят экстремальное значение функции смоке К 2 илиМ К в зависимости от наклона восмян 2производимой функции, где к- масштабный коэффициент в счетчик 10 результата;55 на шинах 20 и 21 устанавливаются экстремальные зш 1 и цця аргумецтак,цыц ки х к, гд к -масштабный коэффицичакс 1 ф ецт; триггер 13 устанавливается в положение, соответствующее наклону воспрои водимой функции (в единичное при +к и внулевое при -к); в счетчик 4 участковвводят число и, соответствующее начальной точке воспроизведения функции, а в регистр первого каскада двухкаскадного делителя 8 - число Н -1; коэффициент к деления делителя 3 аргумента определяет дискретность ввода аргумента; коэффициент к деления делителя 5 длины участкааппроксимации равен ккдхк, где дхйпостоянный шагаргумента между узлами аппроксимации; коэффициент к К умножениядвоичного умножителя 9 равен к =х1 к дкх - к, где а - параметр воспроизводимой функции у г О /ХПредположим, что устройство отрабатывает гиперболическую зависимость с отрицательным наклоном на участке А(фиг. 2). Тогда исходным состоянием триггера 1 3 является единичное; в регистр первого каскада делителя 8 записана единица; в счетчик 7 участков аппроксимации записана единица и, поскольку его выходы подключены непосредственно ко входам второго каскада делителя 8, коэффициенты деления первого и второго каскадов делителя 8 в исходном состоянии равны единице; в счетчик 10 результата записано число хк,на вхсцМо 18 подан запрещаюшии сигнал, соответствующий воспроизведению периодической функции, как показано на фиг, 2. При подаче сигнала на шину 19 ключ 2 запуска открывается, и импульсы с генератора 1 поступают на объединенные входы делителя 3 аргумента, делителя 5 длины участ ка аппроксимации, на вход двухкаскадного управляемого делителя 8. В момент каж дого переполнения делителя 5 на вход 24 записи кода в первый каскад управляемого делителя 8 поступает импульс, разрешающий запись числа счетчика 7 в регистр первого каскада через вход 25, Этот же импульс поступает через элемент 6 задержки в счетчик 7 и увеличивает число, находящееся в нем, на единицу. Таким образом коэффициент деления первого каскада управляемого делителя 8 ца единицу меньше коэффициента деления второго каскада (К.= Ии К : и соответствен 92но). И зависимости от номера И участка аппроксимации коэффициенты к,ъ, и кэ 1 мг первого и второго каскадов соо,ветственно принимают следующие значения:ик К1Ъ 972 1 23 2 3И Си) иС управляемого делителя 8 импульсы упоступают в двоичныйумножитель 9, гдепривоЬятся к заданному масштабу, а затем на счетчик 10, работающий в режиме вычитания. В момент равенства числа в счетчике 4 аргумента коду наиболь фщего значения аргумента хк, под.максваемому через группу элементов И 16на входы схемы 11 совпадения, на выхсде схемы сравнения 11 появляется сигнал, поступающий через формирователь 1 З12 на триггер 13 и устанавливающий егов нулевое состояние. В результате этогоблоки 3, 4, 5, 7 переводятся в режимвычитания, счетчик 10 - в режим сложения, а на входы схемы сравнения 11 пода-фсется код минимального значения аргумента хк 1 через группу элементов 14.С этого момента устройство воспроизводит гиперболическую зависимость научастке Б (фиг. 2), В момент равенства фкода в счетчике 7 коду минимального значения аргумента хк триггер 13вновь подключается, и устройство воспроизводит гиперболическую зависимость научастке В (фиг. 2),ЗаРабота устройства может быть прекращена в момент равенства кода в счетчике7 промежуточному значению аргументах 1 к 1, установленному на входах одной изгрупй элементов И 15 или 16. Для этого фф. на шину 18 подается разрешающий сигнал, и при появлении сигнала со схемы11 совпадения кодов ключ 2 закрывается,Такое выполнение устройства обеспечивает возможность воспроизведения какрастуших, так и падающих гиперболических зависимостей с ограничением поэкстремальному значению аргумента,43формула изобретенияЦифровое устройство для вычисления гиперболических функций, содержащее генератор импульсов, выход которого подсоединен к первому входу ключа, второй вход которого подключен к шине запуска устройства, последовательно соединенные делитель аргумента и счетчик аргумента; последовательно соединенные делитель длины участка аппроксимации, элемент задержки и счетчик участков аппроксимации; последовательно соедине 1 ные двухкаскадный управляемый делитель, двоичный умножитель и счетчик результата, причем вход записи коэффициента деления, входы установки коэффициента деления первого и второго каскадов двухкаскадного управляемого делителя подключены соответственно к выходу делителя длины участка аппроксимации и к первому выходу счетчика числа участков аппроксимации соот ветственно, выход ключа соединен с первыми входами делителя аргумента, делителя длины участка аппроксимации и двуккаскадного управляемого делителя, о тли чаюшеес я тем, что,с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет вычисления функций с положительным наклоном, оно содержит формирователь импульсов, элемент И, две группы элементов И, элемент ИЛИ, триггер, схему сравнения, первая группа входов которой подключена к выходам счетчика аргумента, а выход - к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к шине управления устройства, а выход - ко второму входу ключа, выход схемы сравнения через формирователь импульсов соединен со счетным входом триггера, установочные входы которого соединены с шинами начальной установки вида наклона функции, входы элемента ИЛИ подключены к выходам элементов И первой и второй групп, первые входы которых подключены соответственно к шинам ввода минимального и максимального значений аргумента, а вторые входы подключены соответственно к нулевому и единичному выходам триггера, к отрицательной и положительной шинам управления знаком счета делителя аргумента, счетчика аргумента, делителя длины участка аппроксимации, счетчика участков аппроксимации, счетчика результата.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР И 9 318940, кл. 6 06 Р 7/38, 1971.2. Авторское свидетельство СССРМ 538367, кл, Я 06 Р 15/34, 1976,Составитель Е, ПупыревТехред С. Мигай Корректор Н. Степ Тираж 780 Подпис ное1 И Государственного комитета СССРделам изобретений и открытий