Цифровое устройство для извлечения квадратного корня

Союз СоветскихСоцнапистнческихРеспублик ТЕЛЬСТ к двтовск(22) Заявлено 24. 07. 81 (21) 3318222/18-24 М. Кл исоелннением заявки М 06 Г 7/552 ао делом изобретений н открытий) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯЛИ,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых измерителях харак" теристик случайных процессов.Известно устройство для извлечения квадратного корня, принцип дейст- з вия которого основан на формировании линейной и квадратичной цифровых разверток, квадратичная цифровая развертка сравнивается с обрабатываемым числом й, а отсчет результата производится по линейной развертке (.1).Недостатком этого устройства является низкое быстродействиеопределяемое скоростью формирования линейной развертки,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст" ройство для извлечения квадратного корня, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, делитель частоты, первый, второй, третий интеграторы, первую и вторую схемы срав-. нения, блок считывания, элемент заГосударственный комитет р (23)При держки, первый и второй элементы Ипричем выход делителя частоты соединен с входом второго интегратора,выход которого соединен с первымвходом первой схемы сравнения, а вход"Сброс" подключен к выходу первойсхемы сравнения, выход первого ин"тегратора подключен к второму входупервой схемы сравнения и к первомувходу блока считывания, выход которого является выходом устройства, авторой вход блока считывания соединен с выходом второй схемы сравнения,первый вход которой соединен с входом устройства, а второй вход со"единен с выходом третьего интеграто"ра, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И,выход которого подключен к входуделителя частоты и входу третьегоинтегратора, вход запуска устройствасоединен с первыми входами первогои второго элементов ИЛИ, а вторыевходы соединены с выходом элемента785 1 О 15 го 3035 40 45 50 3 985задержки, вход которого соединен свыходом первой схемы сравнения и еди"ничным входом триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с нулевымвходом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, авыход второго элемента ИЛИ соединенс входом первого интегратора 23Недостатком этого устройства является значительное время вычисленийпри извлечении квадратного корня измногоразрядных кодов йх,Цель изобретения - повышение быст"родействия устройства при обработкемногоразрядных кодов,Поставленная цель достигается тем,что цифровое устройство для извлечения квадратного корня, содержащеегенератор импульсов, элемент И, триггер, первый, второй третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения, блок считывайия, элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ,причем вход запуска устройства подключен к первым входам первого ивторого элементов ИЛИ, вторые входыкоторых подключены к выходу элементазадержки, выход первого элемента ИЛИподключен к входу первого интегратораи первому выходу устройства, выходвторого элемента ИЛИ соединен с Й-входом триггера, 5 -вход которого соединен с входом элемента задержки, входом "Сброс" второго интегратора и выходом первой схемы сравнения, выходтриггера подключен к первому входуэлемента И, второй вход которого со"единен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен квходу третьего интегратора, выход первого интегратооа соединен с первымивходами блока считывания и первойсхемы сравнения, второй вход которойсоединен с выходом второго интегратора, второй вход блока считывания.соединен с выходом второй схемы сравнения, выход блока считывания подключен к второму выходу устройства,выход третьего интегратора подключенк первому входу второй схемы сравне"ния, содержит блок деления кодов, причем выход элемента И подключен квходу второго интегратора, а второйвход второй схемы сравнения соединенс выходом блока деления кодов; входкоторого соединен с входом устройства.Структурная схема устройства дляизвлечения квадратного корня представлена на чертеже,4Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, триггер 3, блок ч деления кодов, первый, второй, третий интеграторы.5-7, первую и вто рую схемы сравнения 8 и 9, блок 10 считывания, элемент 11 задержки первый и второй элементы ИЛИ 12 и 13. Устройство работает следующим образом,Все интеграторы устройства устанавливаются в нулевое состояние,Обрабатываемый код М поступаетчерез блок ч деления кодов, коэффициент передачи которого равен 2 К, насхему 9 сравнения, С приходом импульса "Запуск" в интегратор 5 записывается единица, триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, элемент И 2открывается и на интеграторы 6 и 7 проходят импульсы частотой Е . При равенстве импульсов в интеграторах 5 и 6 срабатывает схема 8 сравнения, выходной импульс которой триггер 3 устанавливает в единичное состояниеа интегратор 6 " в нулевое. Прохождение импульсов через элемент И 2 прекращается. Импульс от схемы 8 сравнения, пройдя через элемент 11 за" держки, через время ь возвратит триггер 3 в нулевое состояние и запишет в интегратор 5 единицу, С этого мо" мента рассмотренный цикл работы устройства повторяется, В момент достижения равенства количества импульсов на интеграторе 7 с кодом , сниМхмаемым с блока 1 деления кодов, срабатывает схема 9 сравнения, При этом приводится в действие блок 10 считыва" ния, фиксирующий результат извлече"ния квадратного корня в параллельномкоде по состоянию интегратора 5, С выхода второго элемента ИЛИ 13 результат извлечения квадратного корня выдается в последовательномкоде. Из принципа действия устройства видно, что время каждого цикла извлечения квадратного корня переменно и равно т =(1=1 э 2 ф 3" ф14 х1фхВремя извлечения квадратного корняравно 1 Йх(й+1) 1 й 2 К Г 2 К Г85. 6задержки, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу первого интегратора и первому выходу устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с Р "входом триггера, Ь -вход которого соединен с входом элемента задержки, входом "Сброс" второго интегратора и выходом первой схемы сравнения, выход триггера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу третьего интегратора, выход первого интегратора соединен с первыми входами блока считывания и первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго интегратора, второй вход блока считывания соединен с выходом второй схемы сравне" ния, выход блока считывания подключен к второму выходу устройства, выход третьего интегратора подключен к первому,входу второй схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок деления кодов, при" чем выход элемента И подключен к входу второго интегратора, а второй вход . второй схемы сравнения соединен с выходом блока деления кодов, вход ко" торого соединен с входом устройства. сМхх Р(2) 5Из сравнения (1) и (2) видно, что предлагаемое устройство позволяет со кратить время вычисления в 2 К рвз. Результат извлечения квадратного корня при этом равенн (3) где- коэффициент передачи уст"1Гк Иройства.При минимальном значении К = 1 время вычисления сокращается в два раза, при этом коэффициент передачи устройства равен 1Цвьх= Их(4,)Таким образом, технико-эконрмичес" кие преимущества предлагаемого уст" ройства заключаются в повышении быстродействия операции извлечения квадратного корня. формула изобретения зфЦифровое устройство для извлече" ния квадратного корня, содержащее генератор импульсов, элемент И, триг" гер, первый, второй, третий интегра" торы, первую и вторую схемы сравнения, блок считывания, элемент задерж-З ки, первый р второй элементы ИЛИ, причем вход запуска устройства подключен к первым входам первого и вто" рого элементов ИЛИ, вторые входы ко" торых подключены к выходу элементао Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Темников Ф.Е., Славинский В.Л.Математические развертывающие систе"мы. М., "Энергия, 1970, с. 111,рис. 6"7.2. Авторское свидетельство СССРИ 763893, л. С 06 Г 7/552, 1979(прототип). 5 9857Для сравнения отметим, что в прототипе время извлечения квадратного корня985785 Составитель В. Земенедактор Н, Стащишича Техред Д,Пекарь орректор 0 Била Заказ 10166/ Тираж 731 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 1303, Москва, Ж, РауноеСССР и откр д, 4/ ска иал ППП "Патент" г. Ужгород, уп. Проектная,