Устройство для извлечения корня

ОП ИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 750482(23) Приоритет -Опубликовано 23,07,80. Бюллетень27Дата опубликования описания 28,07,80 ао делам нэобретеннй н открытий(72)Автор изобретения Ю, В, Калинников Научно-исследовательский и проектный институтпо комплексной автоматизации нефтяной и химическойпромышленности "Нефтехимавтомат"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в информационно-измерительных и управляющих системах для возведения в о -ю степень и извлечения корня о -й степени из сигнала в виде частоты следования 5 импульсов.Известно устройство для возведенияв степень и извлечения корня из сигнала в виде параллельного кода, содержащее делители частоты, регист ы, счетчитоки и схемы переноса кода 1 ,Однако это устройство имеет ограниченное применение для работы только свходной и выходной информацией в виде15параллельного кода и обладает низкимипоказателями по быстродействию,Известны также устройства. для возведения в степень и извлечения корня изсигнала в виде число-импульсного кода,содержащие счетчики-делители, регистры,схемы переноса кода, счетчики (21,Однако эти устройства позволяютработать только с сигналом в виде 2число-импульсного кода с выдачей информации в виде параллельного кода и обладают ограниченным быстродействием.Наиболее близким техническим решением является частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня, содержащее два делителя частоты, ( 11-1) последовательно соединенных управляемых делителей частоты (и -показатель степени), счетчик, управляющий счетчик, регистр, группы элементов И и блок управления, причем выход генератора опорной частоты подключен ко входам двух делителей частоты, выходы разрядов управляющего счетчика соединены с информационными входами элементов И первой группы, выходы которых подключены ко входам регистра, выходы которого соединены с информационными входами элементов И второй группы, выходы которых подключены ко входам разрядов счетчика, выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен со входной шиной750482 5 1 О 15 20 25 ЭО 35 40 45 55 3устройства, а выходы блока управленияподключены к входам обнуления делителей частоты, регистра и управляющегосчетчика, к установочным входам управляющих делителей частоты и угравляющимвходам элементов И первой и второйгрупп 3),Однако это устройство обладает ограниченными функциональными воэможностями, позволяя производить только операцию извлечения квадратного кьрня надсигналом в виде частоты следованияимпульсов,Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей, заключающихся в воэможности вычисления степенныхзначений.Поставленная цель достигается тем,что устройство дополнительно содержит-й управляемьш делитель частоты, элемент И и переключатель с пятью эамыкателями па два положения, причем входг 1 -го управляемого делителя частотыподключен к выходу (о)-го управляемого делителя частоты, информационныйвход элемента И соединен с выходомпервого делителя частоты, а выход - совходом счетчика, вход первого управляемого делителя частоты соединен с выходом первого эамыкателя переключателя,первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй - с выходом второго делителя частоты, вход управляющего счетчика подключен к выходу второго замыкателяпереключателя, первый вход которогоподключен к выходу второго делителячастоты, а второй вход - к выходу(г 1 -1)-го управляемого делителя частоты, выходная шина устройства подключена к выходу третьего эамыкателя переключателя, первый вход которого подключен к выходу г -го управляемого делителя частоты, а второй вход - к выходусчетчика, управляющие входы о управляемых делителей частоты подключенык выходу четвертого замыкателя переключателя, первый вход которого подключен к выходам разрядов регистра, а второй вход - к выходам разрядов управляющего счетчика, режимный вход устройства подключен к входу пятого замыкателя переключателя, два выхода которого подключены к третьему и четвертому входам блока управления, установочный вход т -го управляемого делителя частоты и управляющий вход элемента И подключены к выходам блока управления. 4 Ба чертеже изображена блок-схема устройства, Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, два неуправляемых делителя 2 и 3 частоты, 11 последовательно соединенных управляемых делителей 4-6 частоты, управляющий счетчик 7, группы элементов И 8 и 9 регистр 10, счетчик 11, элемент И 12, блок 13 управления и перекщочатель с пятью замыкателями 14-18 на два положения каждьш,Выходы блока 13 управления подключены следующим образом; выход 19 к управляющему входу элемента И 12; выход 20 к управляющему входу группы элементов И 9; выход 21 к входу обнуления регистра 10; выход 22 к управляющему входу группы элементов И 8; вь- ход 23 к входам обнуления управляющего счетчика 7 и делителей 2 и 3 частоты; выход 24 к установочным входам управляемых делителей 4-6 частоты и счетчика 11, Входы блока 13 управления подключены к входной клемме 1 х к выходу счетчика 11 и к выходам пятого замыкателя 18, Выход генератора 1 подключен к входам делителей 2 и 3 ичерез первый замыкатель 14 - к счетному входу управляемого делителя 4частоты, к которому через замыкатель 14 подключен также выход делителя 3,Выход делителя 2 через элемент И 12подключен к счетному входу счетчика 11 и через второй замыкатель 15 - к счетному входу управляющего счетчика 7, которьш через замыкатель 15 подключен также к выходу ( г. -1)-го делителя 5, Выходы разрядов управляющего счетчика 7 подключены через третий замыкатель 16 к обьедпненным входам управляющих входов управляемых делителей 4-6 частоты. Вторые входы замыкателя 16 подключены к выходам разрядов регистра 10, которые через группу элементов И 9 подключены к входам разрядов счетчика 11, выход которого подключен через четвертый замыкатель 17, второй вход которого подключен к выходу о -го делителя 6, к выходной клемме устройства 1 8. Выходы разрядов управляющего .счетчика 7 подключены также через группы элементов И 8 к входам разрядов регистра 10,Устройство работает следующим образом.Устройство обладает обратимостью и может работать как в режиме возведения в г -ю степень, так и в режиме извлечения корня о -й степени иэ входного сигна82 6ной частоты, Код этого числа перед обнулением счетчика 7 переписывается черезФгруппы элементов И 8 в очищенный регистр 10, где хранится ао прихода следующего импульса входной чвстоты, Управляемый делитель 4 частоты рвботает. в режиме деления частоты Фо нв коэффициент деления, находящийся в регистре10. Нв выходе делителя 4 образуетсяпоследовательность импульсов, следующаяс частотойо 1 о4 с ИУ (к тАналогично работают и остальные делители 5-6, Нв выходе второго делителя .образуется частота следования импульсов1 4 С К г.у 3.я.,с=и=Г, хНв выходе и -го делителя 6 образуетсячастота следования импульсовт. е. пропорциональная о -й степенивходной частоты. Этв частота через замыкатель 17 поступает нв выход устройства. Таким образом, эв время Тх одного периода входной частоты нв выходеустройства образуется последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна о -й степенивходной частотыхРассмотрим работу устройства в режиме извлечения корня О -й степени.В этом режиме переключатель устанавливается в положении 1 1, Последовательность работы блока управления от предыдущего режима отличается тем, что сигналы с выхода 24 устанавливают в положение 2 - 1 также счетчик 11, послечего сигналом с выхода 19 открываетсяэлемент И 12, через который импульсычастоты Гначинают поступать нв счетный вход счетчика 11. По импульсу, поступающему с выхоав счетчика 11 нввход блока 13 управления, открываетсясигналом нв его выходе 20 группа элементов И 9 и в счетчик 11 записывается обратный код М. числа в регистре10, т. е. счетчик 11 работает в режимеделения частоты го на коэффициент деления, находящийся в регистре 10. Если жемомент обнуления регистра совпадает симпульсом нв выходе счетчика 11, то воизбежание записи в счетчик ложного нулевого кода перезапись кода в счетчик 1 1 задерживается.В режиме извлечения корни и -й степени импульсы опорной. частоты о посту 5 7504ла, представленного частотой следованияимпульсов, При этом используется однои то же оборудование. Изменение режимапроизводится с помощью переключателяна два положения. При положении 1 ятьзамыкателей 14-18 обеспечивают работу устройства в режиме возведения вй -ю степень, При положении 11 переключателя устройство работает в режимеизвлечению корня и -й степени. 0Рассмотрим работу устройства в режиме возведения в о -ю степень. Последовательностью работы блоков устройства управляет блок 13, на вход которогопоступает входная последовательность 15импульсов с частотой следования 1 ХСигналом с выхода 1 замыкателя 18блок 13 управления переключается науправление в режиме возведения в степень. При поступлении каждого импульса входной частоты Ф х в блоке 13 формируются сигналя управления, последовательно производящие следующие операции: обнуление регистра 10 сигналомна выходе 21, открывание группы элементов И 8 сигналом на выходе 22,обнуление счетчика 7 и делителей 2 и 3частоты сигналом на выходе 23 и записьв управляемые делители 4-6 частоты начального кода 2 - 1, где щ - число 30разрядов счетчика, сигналом на выходе24, После этого начинается очереднойтакт работы устройства до прихода следующего импульса входной частотыХт. е, длительностью в текущий периодТвходной частоты. С выхода генератора 1 на вход делителя 2 и через замыкатель 14 на вход делителя 4 частотыпоступают импульсы высокой опорнойчастоты 1 . В делителе 2 эта частота 40делится на постоянный коэффициент деления К, выбираемый из соображения требуемой точности и коэффициента пропорциональности выходного сигнала. Импульсы частоты Ро =с выхоаа ДелителЯ 45К2 поступают через замыкатель 15 насчетный вход обнуленного управляющегосчетчика 7 (на вход счетчика 1 1 импульсы не проходят, так как элемент И 12закрыт), Эти импульсы суммируются в 50счетчике 7 на интервале времени,. равномтекущему периоду Т, так как обнуление счетчика 7 происходит по каждомуимпульсу входной частоты , . В момент очередного обнуления в счетчике 7 55будет числоЯ-То,4,Спропорциональное текущему периоду вход 1И Заказ 446 иал ППП фПатент" г. Ужгород, ул. Проектна 9 7504 ля переключателя, первый вход которо- .го подключен к выходу второго делителя частоты, а второй вход - к выходу ( й -го управляемого делителя часто-, ты, выходная шина устройства подключена к выходу третьего замыкателя переключателя, первый вход которого подключен к выходу й -го управляемого делителя частоты, а второй вход - к выходу счетчика, управляющие входы и управ О ляемых делителей частоты подключены к выходу четвертого замыкателя переключателя, первый вход которого подключен к выходам разрядов регистра, а второй вход - к выходам разрядов управляю щего счетчика, режимный вход устройст-; ва подключен к входу пятого замыкателя переключателя, два выхода которого под 82 10ключены к третьему и четвертому входам блока управления, установочный вход1 -го делителя частоты и управляющийвход элемента И подключены к выходамблока управления,Источники информации,приянтые во внимание при экспертизе1. Карпов Р. Г. и др. Некоторые методы обработки цифровой информации.В кн. Вычислительная техника". Минск"Наука и техника, 1965, с. 283.2. Мельников А, А, и др, Обработкачастотных и временных импульсных сигналов. МЭнергия, 1976, с, 91-95.3. Авторское свидетельство СССРМ 605212, кл. 0 06 Р 7/38,04.10,76 (прототип). Тираж 751 Подписное