Устройство для вычисления обратных функций

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски нСоциалистическиереспублик и 942007(22) Заявлено 04,09.80 (2) 3003396/18-24 с присоединением заявки РЙС 06 Р 7/556 Ъеударстеенее квинтет СССР(088,8) ав делам нэееретеинй н аткрытнй Опубликовано 07,07.82. Бюллетень Фе 25Дата опубликования описания 07.07,82(72) Автор изобретения В,Э,Ютейнберг Г 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБРРТНЫХ ФУНКЦИЙ аметром с, очность всле упенчатой фун мыменна также огранитвие аппроксицией,2 Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для воспроизведения функций наоснове полигональной аппроксимации,и может найти применение в измерительных и управляющих системах в качестве специализированных вычислителей параметров от частотных датчиковпри измерении по периоду, в цифровыхмоделирующих машинах в качестве генераторов дробно-рациональных функ"ций, в математических развертывающихсистемах и т,п,Известно устройство, основанноена структурном программировании ступенчатой аппроксимирующей функции.Данное устройство содержит реверсивный счетчик, управляемый делитель,генератор, схему ИЛИ, вентили, В составе устройства блок памяти отсутст- овует 113.Недостатком известного устройства является невозможность воспроизведения функций вида у=а; /х с варьируНаиболее близким к предлагаемому является устройство, основанное на структурном программировании полиго" нальной функции и содержащее узел накопления аргумента, образованный делителем и счетчиком аргумента, узе квантования переменной аппроксимации, образованный делителем длины и счетчиком номера участка, аппрокси" матор, образованный регистром хранения, первым и вторым управляемыми делителями и двоичным умножителем, счетчик Функции, генератор, ключ и элемент задержки, Данное устройство соединяет в себе достоинства метода полигональной аппроксимации и нетабличного способа задания полигональ" ной функции, то позволяет достигать требуемую точность без существенного увеличения аппаратурных затрат 2).3 .94200Недостатком известного устройства является невозможность задания переменного по величине шага аппроксимации и вследствие этого значительные отклонения модуль-максимума вертикального отклонения (погрешности аппроксимации) при изменении аргумента, что ограничивает Функциональные возможности устройства и ухудшает точностные характеристики. . 10Цель изобретения - повышение точности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, ключ, делитель аргумента, счетчик аргумента, дели" тель шага аппроксимации, первый элемент задержки, первый счетчик номера шага, первый регистр, первый управляемый делитель частоты, двоичный умножитель и вычитающий счетчик,причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом ключа, .первый управляющий вход которого соединен со входом пуска устройства, вы ход ключа соединен с входом делителя аргумента и информационными входами делителя аргумента и информационными входами делителя шага аппроксимации и первого управляемого делителя час" тоты, выход делителя аргумента соединен через счетчик аргумента со вторым управляющим входом ключа, выход делителя шага аппроксимации через первый элемент задержки соединен со35 входом первого счетчика номера шага, выход первого регистра соединен с управляющим входом первого,управляемого делителя частоты, выход двоичного умножителя соединен с входом вычитающего счетчика, дополнительно введены второй элемент задержки, второй счетчик номера шага, группа элементов И-НГ, сумматор, второй ре" гистр, второй и третий управляемые делители частоты, причем выход де- лителя шага аппроксимации соединен с управляющими входами первого регистра и сумматора, информационные входы которых соединены соответст" венно с выходом первого счетчика но 50 мера шага и входом задания коэффициента устройства, выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки, управляющим входом второго регистра и первыми входами элементов И"НЕ группы, вторые входы кОторых соединены с выходом сумматора, выход второго эле 7 4мента задержки соединен через второй счетчик номера шага с информаеционным входом второго регистра и управляющим входом третьего, управляемого делителя частоты, информационныйвход и выход которого соединены соответственно с выходом второго управляемого делителя частоты и входомдвоичного умножителя, информационныйи управляющий входы второго управляемого делителя частоты соединены соответственно с выходами первого управляемого делителя частоты и второго, регистра, выходы элементов И-НЕ группысоединены с управляющим входом делителя шага аппроксимации. Блок-схема устройства представлена на чертеже.Устройство для вычисления обратных функций. содержит генератор 1 импульсов, ключ 2, делитель 3 аргумента, счетчик 4 аргумента, делитель 5 шага аппроксимации, группу б элементов И-НЕ, сумматор 7, элементы 8 и 9 задержки, счетчики 10 и 11 номера шага, регистры 12 и 13, управляемые делители 11-16 частоты, двоичный умножитель 17 и вычитающий счетчик 18, управляющие входы 19 и 20 ключа.1 аВ основу работы устройства положены следующие соображения. При фиксированном шаге аппроксимации, что имеет место в известном устройстве, конечнб-разностное порождающее уравнение для полигональной аппроксимирующей Функции имеед вида 1 а 1 Г (х)=удуС= аО и- уп дх ийх и игде дуи находится применением разностного оператора к исходной функциив соседних узлах интерполяции, Значения модуль-максимума вертикальногоотклонения полигональной аппроксимирующей функции от исходной в значительной степени зависят от номераучастка, уменьшаясь при уменьшениискорости изменения Функции, Уменьшение колебаний модуль-максимумов можно обеспечить выбором нефиксированного шага аппроксимации, например,изменяющегося по закону арифметической прогрессии йхи=дхо и, при котором выражения для аргумента в двух5 ,942007соседних узлах интерполяции запишут-ся как 5 1 о п 41 п 1х - (2 х +пухо), х - (2 хо+(и -1)д 0) Так как хо=0, то конечно-рвзностноеуравнение для приращения полигональной аппроксимирующей функции равно ду =т(х ) "Г(х . )=а( - - - )=1 1 и и и 4 ааа 6которого приводится к необходимому масштабу и умножается на параметр а, после чего на вычитающий счетчик 18, По достижении текущего значения аргумента сигналом с выхода счетчика 4 аргумента на вход 20 ключ 2 запирается, и работа устройства заканчивается.Реализованный в предлагаемом устройстве принцип обеспечивает не- фиксированный шаг .полигональной аппроксимации и позволяет адаптировать устройство для работы в требуемом диапазоне изменения переменных,, 3 1 1 2 2 2 3 4Приращение полигональной функции поступает в виде числа импульсов с выхода цепочки делителей .14-16 на вход двоичного умножителя 17, с помощью 15 Имеет место полигональная аппроксимация с равномерно увеличивающимся шагом аппроксимации.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии в сумматор 7 записывается код 4 дхо величины шага аппроксимации, в регистр, 12 " код единицы, в счетчик 10 и регистр 13- код двойки, в счетчик 11 - код трой 23 ки, в счетчик 4 аргумента - код дополнения до требуемого значения аргумента, в счетчик 18 - код начального значения функции. При подаче команды пуска на вход 19 ключ 2 от" пирается, и импульсы с выхода гене" ратора 1 поступают на входы делителей 3,5,14, По окончании каждого очередного участка аппроксимации импульсом с выхода делителя 5 в сумматор 7 добавляется код участка ап- М проксимации, импульсом с выхода элемента 8 задержки - коэффициент пере" счета делителя 5 устанавливается равным очередному шагу аппроксимации путем записи обратного кода через груп- фО пу б элементов И-НЕ, переписываются число из счетчика 11 в регистр 13 и число из счетчика 10 в регистр 12, благодаря чему числа в регистрах 12 и 13 и счетчике 11 на каждом из учас-ф тков равны соответственно (п), и, (и+1) или Формула изобретения Устройство для вычисления обратйых функций, содержащее генератор импульсов, ключ, делитель аргумента, счет" чик аргумента, делитель шага аппроксимации, первый элемент задержки, первый счетчик номера шага, первый регистр, первый управляемый делитель частоты, двоичный умножитель и вы" читающий счетчик, причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом ключа, первый управ" ляющий вход которого соединен с вхо" дом пуска устройства., выход ключа соединен с входом делителя аргумента и информационными входами делителя шага аппроксимации и первого управляемого делителя частоты, выход де" лителя аргумента соединен через счетчик аргумента с вторым управляющим входом ключа, выход делителя шага аппроксимации через первый элемент задержки соединен с входом первого счетчика номера шага, выход первого регистра соединен с управляющим вхо" дом первого управляемого делителя частоты, выход двоичного умножителя соединен с входом вычитающего счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй элемент задерж" . ки, второй счетчик номера шага, группа элементов И-НЕ, сумматор, второй регистр, второй и третий управляемые делители частоты, причем выход делителя шага аппроксимации соединен с управляющими входами первого регистра и сумматора, информационные входы которых соединены соответст" венно с выходом первого счетчика номера шага и входом задания коэффи" циента устройства, выход первого элеектор У.Пономаренко Редактор А.Ф Заказ 4 Тираж 731 осударственного ам изобретений Москва ЖР Подписноекомитета СССРоткрытийушская наб., д.4 ВНИИПИ по д 113035пиал ППП "Патент", г.Ужгород, уп,Проектная,мента задержки соединен с входомвторого элемента задержки, управляющим входом второго регистра и первыми входами элементов И-НЕ группы,вторые. входы которых соединены с выходом сумматора, выход второго элемента задержки соединен через второйсчетчик номера шага с инФормационнымвходом второго регистра и управляющим входом третьего управляемого делителя частоты, инФормационный входи выход которого соединены соответственно.с выходом второго управляемого делителя мастоты и входом двоичного умножитепя, инФормационный и управляющий входы второго управляемого делителя частоты соединены соответственно с выходами первого управляемого делителя частоты и втоз;рого регистра, выходы элементов И-НЕгруппы соединены с управляющим входом делителя шага аппроксимации,Источники инФормации,10 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 174834, кл. 0 06 Г 7/52, 1965.2, Авторское свидетельство СССРН 538367, кл. 0 06 Г 15/34, 197615 (прототип),