Устройство для извлечения корня третьей степени

Цельизобретения - повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для извлечения корня третьей степени, содержащее два счетчика, накапливающий сумматор, элемент задержки, триггер, элемент ИЛИ и элемент И, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера, а выход покдлючен к первому вхо ду элемента ИЛИ, выход переполнения первого счетчика подсоединен ко входу элемента задержки, выходы разря- дов второго счетчика подсоединены к информационным входам накапливающего 15 ,сумматора со сдвигом на один разряд ,в сторону старших, введены второим элемент, ИЛИ, второй накапливающий сум матор, первая и вторая группы элементов И, группа элементов ИЛИ, второй ю и третий элементы задержки, при этом выход третьего элемента задержки соединен с входом установки первого счетчика и вторым входом элемента И, вход третьего элемента задержки под соединен к выходу второго элемента задержки, первым входам элементов И второй группы и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к тактирующему вхоу второ- Зр го накапливающего сумматора, а второй вход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами элементов И первой группы, входом второго элемента задержки, выходом первого элемента задержки и счетным входом второго счетчика, прямой выход второго разряда которого соединен со счетным вхо.дом триггера, вход установки в единичное состояние котооого соединен со входом первого элемента задержки, входом сброса второго накапливающего сумматора и тактирующим входом перво; го накапливающего сумматора, информационный вход младшего разряда которого подсоединен к шине логической единицы, остальные информационные входы подключены к информационным выходам второго счетчика, информационные выходы первого накапливающего сумматора подключены ко вторым входам элементов И второй и первой групп, выход первого элемента И первой группы подключен к входу первого разряда второго накапливающего сумматора, выходы младшего и старшего разрядов первого накапливающего сумматора со" единены со вторыми входами соответственно первого элемента И первой груп при округлении с0,5 1 (3)недостатком или0 (4)избытком. пы и последнего элемента И второй групгруппы, выход последнего элемента Ивторой группы подключен к (и)-муразрядному входу второго накапливающего сумматора ( где И- разрядностьвторого накапливающего сумматора),выходы элементов И второй группы, кроме последнего, соединены с первымивходами элементов ИЛИ группы, вторыевходы которых подключены к выходамэлементов И, начиная со второго, первой группы, выходы элементов ИЛИ "группы соединены с информационнымивходами, со второго по(И)-ой разряды соответственно второго накапливающего сумматора, инверсные выходыкоторого подключены к инФормационнымвходам первого. счетчика, счетныйвход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к информационному входу устройства.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - графики, поясняющие принцип работы устройства,Предлагаемое устройство содержитпервый и второй счетчики 1 и 2, первый и второй накапливающие сумматоры 3 и 4, первую 5 и в 1 Ърую б группы элементов И, группу 7 элеменФтов ИЛИ, первый, второй и третий элементы задержки 8, 9 и 10, триггер 11,элемент И 12, первый и второй элементы ИЛИ 13 и 14, вход 15 устройства.При этом счетный вход счетчика 1 соединен с выходом элемента ИЛИ 13, авыход переполненйя - со входом последовательно соединенной цепочки элементов задержки 8, 9. и 10, тактирующи м входомВ основу алгоритма работы устройства положены следующие соображения.На фиг. 2 представлены график а,соответствующий истинному значениюфункции е = "1 о, и ломаная б, соответствующая целочисленным значениям данной функции, взятым с недостатком ихарактерным для работы известногоустройства. Чтобы обеспечить знакопеременную погрешность извлечения корня третьей степени с точностью до целого, необходимо испольэовать выражение70 7 9038 ная коррекция значений аргумента на единицу, а погрешности "недобора"в предыдущих точках, В проУИЬХИ 1;межут ках между корре кци ями модули погрешностей могут даже незначительно 5 возрастать, но в целом уже при М )1 Оьл. значение максимальной погрешности вычислений практически может быть равным 0,5.При использовании для выбора 1; ф-1 выражения 82 максимальные по модулюФ значения принимают погрешность Ьюахул а при использовании выражений 8) - погрешность 6" ,. По своим абсолютным значениям они соизмеримы, но в целом погрешность 6,быстрее приближается к предельйому значению 0,5, чем погрешность Ь Н. Это дает основание для случаев, когда предлагаемое устройство предназначено дляо воспроизведения функции м = "Й цифроаналоговыми методами, предпочесть алгоритм81. Если же предлагаемое устройство использовать для цифровых вычислений, то предпочтительный алгоритм 8 ), так как в этом случаекак погрешность "перебора"Ь мрх (+)л, так и погрешность "недобора"л, ; воеох 14 . всем диапазоне вычислений не йревы" шают значения 0,5, Свои наименьшие значения при этом они принимают на начальном участке, что способствует уменьшению и относительной погрешности.Устройство работает следующим об- эз разом.При использовании алгоритма ( 8) в исходном положении второй разряд счетчика 1 установлен в нулевое, а все остальные разряды - в единичное о состояниет.е. в нем записан код, дополнительный до трех), в младшие разряды счетчика 2 и накапливающего сумматора 3 записаны единицы, а все остальные их разряды установлены в е 5 нулевое состояние, состояние триггера 11 и накапливающего сумматора 4 безразличное. Входные импульсы, по 4 даваемые на вход 15 устройства, пройдя через элемент ИЛИ 13, поступают на 50 счетный вход счетчика 1 и своим задним Фронтом меняют его состояние. После прихода третьего импульса входной последовательности счетчик 1 переполняется. Импульсы переполнения с его выхода поступают на вход элемента задержки 8, вход сброса накапливающего сумматора 4, вход установки триггера 11 в единичное состояние и тактирующий вход суммирования накапливающего сумматора 3. Так как в немперед этим содержалась единица и наего входах в данный момент присутствует код, равный трем, который образован содержимым счетчика 2 и логической единицей, постоянно подклю-ченной ко входу младшего разряда, топосле прихода импульса содержимоесумматора 3 становится равным четырем. Через время, определяемое элементомзадержки 8, импульс через схемуИЛИ 14 поступает на тактирующий вход накапливающего сумматора 4, и кодсумматора 3 через группу элементовИ 5 и группу элементов ИЛИ 7 переписывается в накапливарций сумматор 4,Одновременно импульс поступает насчетный вход счетчика 2, Содержимоесчетчика 2 становится равным двум.Через время, определяемое элементомзадержки 9, на тактирующий вход суммирования сумматора 4 через элемент ИЛИ 14 вновь поступает импульс,а так как он одновременно поступает и на группу элементов И 6, то удвоенное значение кода сумматора 3 через группу элементов И 6 и группу элементов ИЛИ 7 добавляется к содержимому сумматора 4 Число, эаписанное в нем, становится равным ут"роенному значению кода сумматора 3,а именно, двенадцати, Через время,определяемое элементом задержки 10,импульс поступает на тактирующий вход установки счетчика, 1 и переписываетв него обратный код сумматора 4, затем, пройдя через открытый элементИ 12 и элемент ИЛИ 13, этот же импульс поступает на счетный вход счетчика 1 и своим задним фронтом добавляет к его содержимому единицу, Тем самым в счетчике 1 формируется код,дополнительный до двенадцати. Следующийимпульс переполнения появляется на выходе счетчикапосле поступления импульса входной последовательности с номером пятнадцать. Таким образом, можно убедиться,: что по окончании всех внутренних так. тов и переходных процессов в сумматоре 3 формируется код, равный девяти, в. счетчике 2 - равный трем, в сумматоре 4 - равный двадцати семи,а в счетчике 1 - код, дополнительный до двадцати семи, В соответствии со структурой выражения (8) в счетчике 2 формируется код результатов вычислений М О в сумматоре 3 - кодИсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 551641, кл. 006 Г 71552, 1974.2. Авторское свидетельство СССРй 603988, кл. 606 Т 7/552 1976( прототип). Формула изобретенияУстройство для извлечения корня третьей степени, содержащее два счетчика, накапливающий сумматор, эле-" мент задержки, триггер, элемент ИЛИ 5 и элемент И, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход переполнения первого счетчика подсоединен ко входу эле мента задержки, выходы разрядов второго счетчика подсоединены к инФормационным входам накапливающего сумматора со сдвигом на один разряд в сторону старших, о т л и ч а ю щ е - 15 е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй элемент ИЛИ, второй накапливающий сумматор, первая и вторая группы элементов И, группа элементов ИЛИ, второй 20 и третий элементы задержки, при этомыход третьего элемента задержки содинен с входом установки первого счетчика и вторым входом элемента И, вход третьего элемента задержки под соединен к выходу второго элемента задержки, первым входам элементов И второй группы и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к тактирующему входу второго 30 накапливающего сумматора, а второй вход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами элементов И первой группы, входом второго элемента задержки, выходом первоГо элемента за- ц держки и счетным входом второго счетчика, прямой выход второго разряда ъ Ь.которого соединен со счетным входом триггера, вход установки в единичное состояние которого соединен со вхо дом первого элемента задержки, входом сброса второго накапливающего сумматора и тактирующим входом первого накапливающего сумматора, инФормационный вход младшего разряда которо.го подсоединен к шине логической единицы, остальные инФормационные входыподключены к инФормационным выходамвторого счетчика, инФормационные выходы первого накапливающего суммато"ра подключены ко вторым входам элементов И второй и первой групп,. выходпервого элемента И первой группы подключен к входу первого разряда второго накапливающего сумматора, выходымладшего и старшего разрядов первогонакапливающего сумматора соединенысо вторыми входами соОтветственнопервого элемента И первой группы и последнего элемента И второй группы,выход последнего элемента И второйгруппы подключен к ( и)-му разрядному входу второго накапливающего сумматора (где И- разрядность второгонакапливающего сумматора), выходы эле-.ментов И второй группы, кроме послед-,него, соединены с первыми входамиэлементов ИЛИ группы, вторые входыкоторых подключены к выходам элементов И, начиная со второго, первойгруппы, выходы элементов ИЛИ группысоединен с инФормационными входами,со второго по ( и -2)-ой разряды соответственно второго накапливающего сумматора, инверсные выходы которого подключены к инФормационным входам первого счетчика, счетный вход которогосоединен с выходом дервого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к инФормационному входу устройства.дактор Н. Лаэаоенкоакаэ 121/30ЭНИИПИ Го Филиал ППП атент", г,по дел113035 д Иос Состави Текреб Тираж 7ударственнм иэобретева, Я-Д,Пого комитета СССРий и открытийавивская наб. ц,Ужгород, ул, Яро исное тн ль В. ЗеменковТепер Корректор ГОгардл