SU1591007A1 - Device for computing exponent of exponential function - Google Patents
Device for computing exponent of exponential function Download PDFInfo
- Publication number
- SU1591007A1 SU1591007A1 SU884453477A SU4453477A SU1591007A1 SU 1591007 A1 SU1591007 A1 SU 1591007A1 SU 884453477 A SU884453477 A SU 884453477A SU 4453477 A SU4453477 A SU 4453477A SU 1591007 A1 SU1591007 A1 SU 1591007A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- control unit
- shift register
- control
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при контроле и управлении процессами различной физической природы, которые описываются экспоненциальной функцией. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет вычисления значения показателя экспоненциального процесса, достигающего заданный уровень за требуемое время. Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления показателя экспоненциальной функции содержит преобразователь 1 аналог - длительность импульса, триггеры 2 и 3. коммутатор 4, регистры 5-7 сдвига, сумматор 8, вычитатель 9, реверсивный счетчик
49
1591007 А1
3
1591007
4
10, счетчик 11, выход 12 результата, элементы И 13-18, элементы ИЛИ 19-21, блок 22 управления, информационный вход 23. Блок 22 управления содержит генератор импульсов, распределитель импульсов, коммутатор. элемент ИЛИ, генератор одиночных импульсов, триггер, ключи, элемент задержки, элемент НЕ, элемент ИЛИ, вход задания начального кода, вход задания режима работы, вход начальной установки, выходы. Устройство вычисляет показатель экспоненциальной функции, изменяющей значение от одной заданной величины до другой за заданное время. 3 ил.
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при контроле и управлении процессами различной физической природы. которые описываются экспоненциаль- 5 ной функцией.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет вычисления показателя экспоненциального процесса, достигающего заданный уровень за требуемое время.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для вычисления показателя экспоненциальной функции; на фиг. 2 структурная схема блока управления; на фиг. 3 - временная диаграмма экспоненциального процесса.
' Устройство для вычисления показателя экспоненциальной функции содержит преобразователь 1 аналог - длительность импульса. триггеры 2 и 3, коммутатор 4, регистры 5-7 сдвига, сумматор 8, вычитатель 9, реверсивный счетчик 10, счетчик 11, выход 12 результата, элементы И 13—18, элементы ИЛИ 19-21, блок 22 управления и информационный вход 23.
Блок 22 управления содержит генератор 24 импульсов, распределитель 25 импульсов, коммутатор 26, элемент ИЛИ 27, генератор 28 одиночных импульсов, триггер 29, ключи 30 и 31, элемент 32 задержки, элементы НЕ 33 и ИЛИ 34, входы задания начального кода 35, задания режима работы 36 и начальной установки 37 и выходы 3846.
Устройство работает следующим образом. *
В исходном состоянии ключ 30 блока 22 управления подключает выход генератора 28 одиночных импульсов к единичному входу триггера 29. На коммутаторе 26 блока 22 управления (выполненного в виде электронного коммутатора, управляемого по входу 35 задания начального кода, или в виде клавишного переключателя)устанавливают начальный двоичный код 2" .- К, где η количество разрядов первого и второго регистров сдвига; К - постоянная, вычисляемая из выражения
к=',п С’щ)· <”
где Цс - заданный уровень напряжения (фиг.З);
1>т - установившееся значение возрастающей экспоненциальной функции
и =ит (1-е-0*) , (2)
где а - показатель экспоненциальной функции.
Генератор 24 импульсов блока 22 управления формирует последовательность тактовых импульсов частоты ί. из которых 2п-разрядный распределитель 25 импульсов формирует 2п последовательностей импульсов частоты ί/2η. сдвинутых друг относительно друга на время 1/ί. коммутатор 26 в единичных разрядах заданного двоичного кода 2" - К подключает выход соответствующего разряда распределителя 25 импульсов к одному из входов элемента ИЛИ 27. После установки коммутатора 26 на выходе элемента ИЛИ 27 формируется 2празрядный последовательный двоичный код величины 2П - К. целевая часть которой· представляется η старшими разрядами,, а дробная часть - η младшими разрядами.
Установка устройства в исходное состояние выполняется по сигналу на управляющем входе 37 блока 22 управления. Единичный сигнал с выхода элемента НЕ 33 поступает через ключ 31 на управляющий вход генератора 28 одиночных импульсов, который выделяет одиночный импульс из последовательности 2п-го выхода распределителя 25 импульсов, задержанной элементом 32 задержки на время длительности тактового импульса. Одиночный импульс поступает через ключ 30 на его первый выход и устанавливает триггер 29 в единичное состояние, в котором он. находится 2η тактов до следующего импульса последовательности 2п-го выхода распределителя 25 импульсов, устанавливающего триггер 29 в нулевое состояние. Кроме того,.одиночный
5
1591007
6
импульс с выхода генератора 28 одиночных импульсов блока 22 управления поступает через ключ 30 на установочные входы реверсивного счетчика 10 и счетчика 11, устанавливая их в нулевое состояние, а также через элементы ИЛИ 20 и 21 - на нулевые входы триггеров 2 и 3, устанавливая их в нулевое состояние.
Единичный сигнал длительностью 2п тактов, поступая с прямого выхода триггера 29 блока 22 управления на управляющие, входы регистров 5 и 7 сдвига, обеспечивает запись в них начальных двоичных кодов. В регистры 5 и 6 сдвига, содержащие по η разрядов каждый, под действием тактовых импульсов генератора 24 импульсов блока 22 управления записывается единичный двоичный код, так как на установочном и управляющем входах регистра 5 сдвига в течение 2п тактов действует единичный сигнал с прямого выхода триггера 29 блока 22 управления. В регистр 7 сдвига, содержащий 2п разрядов, под действием тактовых импульсов генератора 24 импульсов блока 22 управления записывается 2п-разрядный начальный двоичный код 2п-К, поступающий с выхода элемента ИЛИ 27 блока 22 управления на установочный вход регистра
7 сдвига. После записи единичный двоичный код хранится динамическим способом путем циркуляции через регистры. 5 и 6 сдвига и вычитатёль 9 под действием тактовых импульсов генератора 24 импульсов блока 22 управления. Элемент И 16 в исходном состоянии закрыт нулевым сигналом с прямого выхода триггера 2. Начальный двоичный код 2П - К запоминается путем циркуляции через регистр 7 сдвига и сумматор
8 под действием тактовых импульсов генератора 24 импульсов блока 22 управления. Элемент И 17 в исходном состоянии закрыт нулевыми сигналами, действующими через элемент ИЛИ 19 на прямых выходах триггеров 2 и 3.
После записи начального кода в регистр 7 сдвига на коммутаторе 26 блока 22 управления устанавливают двоичный код времени Т, за которое экспоненциальный процесс (2) должен достигнуть заданного уровня напряжения ис (фиг. 3). После установки коммутатора 26 на выходе элемента ИЛИ 27 блока 22 управления формируется последовательный двоичный код заданного времени Т, действующий с периодом 2η/ί.
В режиме вычисления показателя экспоненциальной функции ключ 30 блока 22 управления замыкают на выход генератора 28 одиночных импульсов блока 22 управления с входом запуска преобразователя 1 аналог - длительность импульса и с единичным входом триггера 2. Пуск устройства осуществляется подачей единичного сигнала с выхода элемента НЕ 33 через ключ 31 на управляющий вход генератора 28 одиночных импульсов блока 22 управления, который вырабатывает импульс запуска преобразователя 1 аналог - длительность импульса и установки триггера 2 в единичное состояние. Преобразователь 1 аналог длительность импульса после запуска формирует на выходе импульсный сигнал, длительность которого пропорциональна аналоговому сигналу, действующему на информационном входе 23 устройства. Импульсный сигнал преобразователя 1 аналог длительность импульса открывает элемент И 13, на выходе которого формируется пачка импульсов первого разряда распределителя 25 импульсов блока 22 управления. Количество импульсов в пачке пропорционально аналоговому сигналу, действующему на информационном входе 23 устройства. Эта пачка импульсов с выхода элемента И 13 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 10, на суммирующий вход которого со сдвигом по фазе поступают через элемент И 18 сигналы займа из η-го разряда вычитателя 9, формируемые следующим образом. После установки в единичное состояние триггера 2 открывается элемент И 16. через который под действием тактовых импульсов на вычитающий вход вычитателя 9 подается п-разрядный единичный код с выхода регистра 5 сдвига. Одновременно под действием тактовых импульсов единичный код из регистра 5 сдвига переписывается в регистр 6 сдвига, с выхода которого на вход уменьшаемого вычитателя 9 поступает 2п-разрядный единичный код. Спустя 2η тактов на выходе разности вычитателя 9 формируется последовательный двоичный код результата, в η младших разрядах которого содержатся нули, а в η старших - единицы. Младшие η разрядов записываются под действием тактовых импульсов через регистр 5 сдвига в регистр 6 сдвига, а старшие - в регистр 5 сдвига. В процессе-перезаписи младших η разрядов результата из регистра 5 сдвига в регистр 6 сдвига элемент И 16 блокируется нулевым сигналом на выходе элемента ИЛИ 34 блока 22 управления, так как единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 34 действует только во время формирования импульсов на первых η разрядах распределителя 25 импульсов.
В следующие 2п тактов при вычитании
единичного кода η старших разрядов, сдвигаемого под действием тактовых импульсов
из регистра 5 сдвига, из нулевого кода η
7
1591007 8
младших разрядов, сдвигаемого под действием тактовых импульсов из регистра 6 сдвига, на выходе займа вычитателя 9 формируется сигнал займа из η-го разряда, который через элемент И 18 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 10 во время действия импульса на η-м выходе р'аспределителя 25 импульсов блока 22 управления. Так как сигналы займа из п-го разряда на выходе вычитателя 9 формируются не в каждом цикле вычитания, содержащем 2п тактов, а импульсы пачки на выходе элемента И 18 действуют с частотой ί/2η, то в реверсивном счетчике 10 накапливается дополнительный код разности между количеством импульсов в пачке и количеством займов из η-го разряда на выходе вычитателя 9.
После запуска устройства единичный сигнал триггера 2 открывает через элемент ИЛИ 19 элемент И 17. Коммутатор 4 при нулевом сигнале на прямом выходе триггера 3 обеспечивает прохождение последовательности импульсов первого разряда распределителя 25 импульсов, которые через элемент И 17 поступают на вход сумматора 8. Каждые 2п тактов последовательный Двоичный код, сдвигаемый, начиная с младшего разряда, под действием тактовых импульсов е выхода регистра 7 сдвига, увеличивается на единицу младшего разряда и вновь записывается в регистр 7 сдвига.
В дальнейшем устройство работает аналогично до тех пор. пока на выходе преобразователя 1 аналог - длительность импульса не установится нулевой сигнал. В этом случае элемент И 13 закрывается и поступление пачки импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика 10 прекращается. На суммирующий вход реверсивного счетчика 10 по-прежнему поступают сигналы займа из η-го разряда с выхода вычитателя 9 до тех пор. пока реверсивный счетчик 10 не переполнится. Это произойдет тогда, когда количество импульсов займа, поступивших по суммирующему входу реверсивного счетчика 10. достигнет числа импульсов в пачке, поступивших по вычитающему входу реверсивного счетчика 10. Сигнал переполнения реверсивного счетчика 10 устанавливает триггер 3 в единичное состояние и через элемент ИЛИ 20 сбрасывает триггер 2 в нулевое состояние. Нулевой сигнал прямого выхода триггера 2 блокирует элемент И 16, прекращая процесс вычитания в вычитателе 9. Сигнал с прямого выхода триггера 3, находящегося в единичном состоянии, переключает коммутатор 4 так, что выход элемента ИЛИ 27 блока 22 управления соединяется через элемент И 17
с входом сумматора 8. Каждые 2п тактов
последовательный двоичный код заданного
времени Т, действующий на выходе элемента ИЛИ 27 блока 22 управления, суммирует5 ся сумматором 8 с двоичным кодом, сдвигаемым под действием тактовых импульсов с выхода регистра 7 сдвига! Результат суммирования под действием тактовых * импульсов вновь записывается, начиная с
10 младшего разряда, в регистр 7 сдвига. Одновременно каждые 2п тактов на информационный вход счетчика 11 через элемент И 14, открытый единичным сигналом прямого выхода триггера 3, поступает импульс по15 следовательности первого выхода распределителя 25 импульсов блока 22 управления. Следовательно, в счетчике 11 подсчитывается количество циклов суммирования двоичного кода заданного времени
20 Т. Устройство работает таким образом до появления сигнала переноса из 2п-го разряда на выходе сумматора 8. Этот сигнал переноса выделяется элементом И 15, выходной импульс которого через элемент
25 ИЛИ 21 устанавливает триггер 3 в нулевое состояние. Нулевой сигнал прямого выхода триггера 3 блокирует элемент И 14, и счет в. счетчике 11 прекращается. Из нулевых сигналов прямых выходов триггеров 2 и 3 на
30 выходе элемента'ИЛИ 19 формируется нулевой сигнал, который закрывает элемент И 17, прекращая процесс суммирования в сумматоре 8. В счетчике 11 формируется показатель экспоненциального процесса.
35 который за требуемое время Т достигает заданного уровня напряжения 1)с (фиг. 3). Значение со счетчика 11 поступает на выход 12 результата.
Алгоритм работы устройства основыва-.
40 ется на следующих соотношениях. Для экспоненциального процесса (2) имеют место выражения
. и(и) = иш(1 ~е-0й’). (3)
45 и 02)-ит(1-е-«12). (4)
Если обозначить и(и) = и, и(1г) = И. то
вместо (3) и (4) имеют
е-О2=,_1к (6)
ищ
Разделив (5) на (6) и логарифмируя полученное выражение, получают
55
аТ=Ч1'к)-Ч1-^)- <7>
гдеТ = Х2-П.
С учетом (1) выражение (7) принимает
вид
9
1591007
10
'Φ'Ή)· <8>
Так как в исходном состоянии в регистр 7 сдвига записывается дополнительный код величины К, равный 2П?К, то перенос из 2пго разряда сумматора 8 возникает после накопления в регистре 7 величины (8). Рассмотрим алгоритм формирования второго числа в правой-части выражения (8). Обозначают
' =-»*«· СТ
' и
где х = 1 - — .
Из (9) можно записать
х=е~у. (10)
Дифференцируя (10), имеют
бх = бу = - х бу . (11)
Заменяют дифференциалы в (11) приращениями
Δχ = X! - Χί- ι = - χι- 1 Ду . (12)
Принимают вес приращения Ду = 2’п, где η - разрядность регистров 5 и 6 сдвига. Тогда (12) можно записать в виде
Χί = хм - хм -2 ? (13)
Алгоритм (13) от начальных условий хо = 1 реализуют вычитатель 9, регистры 5 и 6 сдвига и элемент И 16.
Приращения Δ у с весом 2'п в виде потока импульсов первого разряда распределителя 25 импульсов поступают через коммутатор 4 и элемент И 17 на вход сумматора 8, который совместно с регистром 7 сдвига формирует величину
(1-^)=ΣΔν· (И)
Суммирование приращений Дув (14) заканчивается при достижении аргументом х значения
х = 1-7Т-· 05)
• ит
Сигнал переполнения реверсивного счетчика 10 формируется при достижении аргументом х значения (15). Действительно, поступление пачки импульсов, количество
и
которых пропорционально величине , с Чт
выхода элемента И 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 10 формирует в нем
величину 1 - -γ— , если принять, что максиЧт
мальная емкость реверсивного счетчика 10 равна 1.
С другой стороны, на суммирующий вход реверсивного счетчика 10 поступает поток приращений аргумента Δχ с весом 2’п в виде импульсов займа из η-го разряда' вычитателя 9. После окончания действия
пачки импульсов на вычитающем входе реверсивного счетчика 10 поток приращений Δχ на его суммирующем входе приводит к переполнению реверсивного счетчика 10 в момент выполнения соотношения (15). Отметим, что коэффициент пропорциональности 1/Чщ при формировании величины
I - -У- в реверсивном счетчике 10 учитываит
ется путем выбора параметров преобразователя 1 аналог - длительность импульса.
Таким образом, за время после пуска устройства до переполнения реверсивного счетчика 10 к начальному двоичному коду 2П - К регистра 7 сдвига прибавляется величина у = -€п(1 - Ч/Чт). Затем за время после переполнения реверсивного счетчика 10 до переполнения регистра 7 сдвига, когда будет выполнено соотношение (8), в счетчике
II формируется величина показателя а экспоненциального процесса, который от уровня напряжения . Ч достигает заданного уровня напряжения Чс за требуемое время Т. Действительно, если выполняется соотношение (8), то в регистре 7 сдвига имеют
2 "-К +§ Т-йт /1 - —\ =2 П,
1 \ Чщ / .
Целая часть числа представляется на η старших разрядах регистра 7 сдвига, а дробная часть числа - η младших разрядах.
The invention relates to automation and computing and can be used to monitor and control processes of different physical nature, which are described by an exponential function. The purpose of the invention is to expand the functionality by calculating the value of the exponential process indicator, reaching a given level in the required time. This goal is achieved by the fact that the device for calculating the exponential function index contains a converter 1 analogue - pulse duration, triggers 2 and 3. switch 4, shift registers 5-7, adder 8, subtractor 9, reversible counter
49
1591007 A1
3
1591007
four
10, the counter 11, the output 12 of the result, the elements AND 13-18, the elements OR 19-21, the control unit 22, the information input 23. The control unit 22 comprises a pulse generator, a pulse distributor, a switch. element OR, generator of single impulses, trigger, keys, delay element, element NOT, element OR, input of the initial code, input of the operation mode, input of the initial installation, outputs. The device calculates the exponential function, changing the value from one given value to another for a specified time. 3 il.
The invention relates to automation and computing and can be used to monitor and control processes of different physical nature. which are described by an exponential function.
The aim of the invention is to expand the functionality by calculating the exponential process indicator, reaching a given level for the required time.
FIG. 1 shows a block diagram of a device for calculating an exponential function index; in fig. 2 block diagram of the control unit; in fig. 3 - time diagram of the exponential process.
A device for calculating the exponential function index contains a converter 1 analogue - the pulse duration. triggers 2 and 3, switch 4, shift registers 5-7, adder 8, subtractor 9, reversible counter 10, counter 11, output 12 of the result, AND 13-18 elements, OR elements 19-21, control block 22 and information input 23 .
The control unit 22 comprises a pulse generator 24, a pulse distributor 25, a switch 26, an OR element 27, a single pulse generator 28, a trigger 29, keys 30 and 31, a delay element 32, NOT elements 33 and OR 34, inputs for the start code 35, tasks operation mode 36 and initial setting 37 and outputs 3846.
The device works as follows. *
In the initial state, the key 30 of the control unit 22 connects the output of the generator 28 single pulses to a single input of the trigger 29. On the switch 26 of the control unit 22 (made in the form of an electronic switch controlled by the input 35 of the initial code, or as a key switch) set the initial binary code 2 ".- K, where η is the number of digits of the first and second shift registers; K is a constant calculated from the expression
k = ' , n S'sh) · <”
where CS is the specified voltage level (fig.Z);
1> t - the steady-state value of the increasing exponential function
and = and t (1-e- 0 *), (2)
where a is an exponential index.
The generator 24 pulses of the control unit 22 generates a sequence of clock pulses of frequency ί. of which 2p-bit dispenser 25 pulses form 2p sequences of frequency pulses ί / 2η. shifted relative to each other at time 1 / ί. the switch 26 in the unit bits of a given binary code 2 "- K connects the output of the corresponding discharge of the distributor 25 pulses to one of the inputs of the OR element 27. After installing the switch 26, the output of the OR element 27 forms a 2-digit serial binary code of the value 2 P - K. · Η is represented by high-order digits, and the fractional part is η by low-order digits.
The device is reset to the initial state by a signal at the control input 37 of the control unit 22. A single signal from the output of the element HE 33 is fed through the key 31 to the control input of the generator 28 single pulses, which separates a single pulse from the 2n-th output sequence of the distributor 25 pulses delayed by the delay element 32 for the duration of the clock pulse. A single impulse arrives through the key 30 at its first output and sets the trigger 29 into the single state in which it. is 2η cycles to the next pulse of the sequence 2n-th output of the distributor 25 pulses, setting the trigger 29 in the zero state. In addition, single
five
1591007
6
the impulse from the generator 28 single impulses of the control unit 22 goes through the key 30 to the installation inputs of the reversible counter 10 and counter 11, setting them to the zero state, and also through the OR elements 20 and 21 to the zero inputs of the flip-flops 2 and 3, setting them to zero state.
A single signal with a duration of 2 steps, arriving from the direct output of the trigger 29 of the control unit 22 to the control inputs of the shift registers 5 and 7, ensures the entry of the initial binary codes into them. The registers 5 and 6 of the shift, each containing η bits each, under the action of the clock pulses of the generator 24 pulses of the control unit 22, write a single binary code, since the installation and control inputs of the shift register 5 have a single signal from the direct output of the trigger 29 control unit 22. In the shift register 7, containing 2p bits, under the action of the clock pulses of the generator 24 pulses of the control unit 22 is recorded 2n-bit initial binary code 2 n -K, coming from the output of the OR element 27 of the control unit 22 to the setup input of the register
7 shift. After writing, a single binary code is stored dynamically by circulating through the registers. 5 and 6 of the shift and subtractor 9 under the action of the clock pulses of the generator 24 pulses of the control unit 22. Element And 16 in the initial state is closed by the zero signal from the direct output of the trigger 2. The initial binary code 2 P - K is memorized by circulation through the shift register 7 and the adder
8 under the action of the clock pulses of the generator 24 pulses of the control unit 22. Element And 17 in the initial state is closed with zero signals acting through the element OR 19 on the direct outputs of the triggers 2 and 3.
After writing the start code to the shift register 7 on the switch 26 of the control unit 22, the binary code of time T is set, during which the exponential process (2) must reach the specified voltage level and c (Fig. 3). After the switch 26 is installed, the output binary of the OR unit 27 of the control unit 22 generates a sequential binary code of a predetermined time T operating with a period of 2η /.
In the mode of calculating the exponential function indicator, the key 30 of the control unit 22 is closed to the generator output 28 single pulses of the control unit 22 with the converter 1 start input analogue - the pulse duration and with the single trigger input 2. The device is started by supplying a single signal from the output of the HE element 33 through the key 31 to the control input of the generator 28 single pulses of the control unit 22, which produces a pulse starting converter 1 analog - the duration of the pulse and the installation of the trigger 2 in the unit toe Converter 1 analog pulse duration after start generates a pulse signal at the output, the duration of which is proportional to the analog signal acting on the information input 23 of the device. The pulse signal of the transducer 1 analogue pulse duration opens the element And 13, the output of which is formed a packet of pulses of the first discharge of the distributor 25 pulses of the control unit 22. The number of pulses in a packet is proportional to the analog signal acting on the information input 23 of the device. This stack of pulses from the output of the element And 13 is fed to the subtractive input of the reversible counter 10, to the summing input of which, with a phase shift, the loan signals from the ηth digit of the subtractor 9 are received through the element 18 and are generated as follows. After the trigger 2 is set to the unit state, an element 16 is opened. Through it, under the action of clock pulses, a p-bit unit code from the output of the shift register 5 is fed to the subtracting input of the subtractor 9. At the same time, under the action of clock pulses, the unit code from the shift register 5 is rewritten into the shift register 6, from the output of which a 2n-bit unit code is input to the input of the decremented subtractor 9. After 2η clock cycles, a consecutive binary result code is formed at the output of the difference between the subtractor 9, the η least significant digits of which contain zeros, and the η most significant ones - ones. The low η digits are written under the action of clock pulses through the shift register 5 to the shift register 6, and the high ones - to the shift register 5. In the process of rewriting the lower η bits of the result from the shift register 5 to the shift register 6, the element AND 16 is blocked by a zero signal at the output of the OR element 34 of the control unit 22, since a single signal at the output of the element OR 34 acts only during the formation of pulses in the first η bits dispenser 25 pulses.
In the following 2p cycles when subtracting
unit code η most significant bits shifted under the action of clock pulses
from shift register 5, from zero code η
7
1591007 8
younger bits, shifted under the action of clock pulses from shift register 6, the loan output from the subtractor 9 generates a loan signal from the ηth digit, which through the element 18 arrives at the summing input of the reversing counter 10 during the pulse at the ηth output p ' distributor 25 pulses of control unit 22. Since the loan signals from the nth digit at the output of the subtractor 9 are not formed in each subtraction cycle containing 2p cycles, and the batch pulses at the output of the And 18 element act with a frequency of ί / 2η, an additional code of the difference between the number is accumulated in the reversible counter 10 pulses in a pack and the number of loans from the η-th digit at the output of the subtractor 9.
After starting the device, a single signal of the trigger 2 opens the element OR 19 through the element OR 19. The switch 4 at a zero signal at the direct output of the trigger 3 allows the sequence of pulses of the first discharge of the distributor 25 pulses to pass through the element 17 to the input of the adder 8. Every 2n clock cycles sequential Binary code, shifted, starting with the low-order digit, under the action of clock pulses e of the output of the shift register 7, is increased by one of the least significant digit and is again recorded in shift register 7.
In the future, the device operates similarly until then. until at the output of the converter 1 analogue - the pulse duration does not establish a zero signal. In this case, the element And 13 is closed and the flow of the pulse packet to the subtractive input of the reversible counter 10 is terminated. The summing input of the reversing counter 10 still receives loan signals from the ηth digit from the output of subtractor 9 until then. until the reversible counter 10 overflows. This will happen when the number of loan pulses received at the summing input of the reversing counter 10. reaches the number of pulses in the batch received at the subtracting input of the reversing counter 10. The overflow signal of the reversing counter 10 sets the trigger 3 to one state and through the element OR 20 resets the trigger 2 to zero state. The zero signal of the direct output of the trigger 2 blocks the element AND 16, stopping the subtraction process in the subtractor 9. The signal from the direct output of the trigger 3, which is in the unit state, switches the switch 4 so that the output of the element OR 27 of the control unit 22 is connected through the element AND 17
with the input of the adder 8. Every 2p cycles
serial binary code specified
time T, acting at the output of the element OR 27 of the control unit 22, is summed by the adder 8 with the binary code shifted under the action of clock pulses from the output of the shift register 7! The result of the summation under the action of clock * pulses is again recorded, starting with
10 low order, in register 7 shift. At the same time, every 2p clock cycles to the information input of the counter 11 through the element 14, opened by a single signal of the direct output of the trigger 3, a pulse is received in sequence 15 of the first output of the distributor 25 pulses of the control unit 22. Therefore, in the counter 11 the number of cycles of summation of the binary code of a given time is calculated.
20 T. The device operates in this way until the transfer signal from the 2nth digit appears at the output of the adder 8. This transfer signal is separated by an AND 15 element, the output pulse of which through the element
25 OR 21 sets trigger 3 to zero. The zero signal of the direct output of the trigger 3 blocks the element And 14, and the score in. counter 11 is terminated. From the zero signals of the direct outputs of the flip-flops 2 and 3 on
30 output element'IL or 19 formed a zero signal, which closes the element And 17, stopping the summation process in the adder 8. In the counter 11, an indicator of the exponential process is formed.
35 which, within the required time T, reaches a predetermined voltage level 1) s (FIG. 3). The value from counter 11 goes to output 12 of the result.
The algorithm of the device based.
40 is given on the following ratios. For the exponential process (2) the expressions are
. and (and) = ish (1 ~ e -0th '). (3)
45 and 02) -and t (1 - e - “ 12 ). (four)
If we denote and (and) = and, and (1d) = I. then
instead of (3) and (4) have
e -O2 = , _1k (6)
looking for
Dividing (5) by (6) and logarithming the resulting expression, get
55
aT = H 1 'k) -CH 1 - ^) - < 7 >
where T = X2-P.
In view of (1), expression (7) takes
view
9
1591007
ten
'Φ'Ή) · < 8 >
Since, in the initial state, an additional code of the value K equal to 2 P ? K is written into the shift register 7, the transfer from the 2d digit of the adder 8 occurs after accumulating the value (8) in register 7. Consider the algorithm for the formation of the second number in the right-side of the expression (8). Denote
'= - "*" · ST
'and
where x = 1 - -.
From (9) you can write
x = e ~ y . (ten)
Differentiating (10), have
bh = bu = - x bu. (eleven)
Replace differentials in (11) increments
Δχ = X! - Χί- ι = - χι- 1 Doo. (12)
Take the weight of the increment DN = 2 ' p , where η is the width of the registers 5 and 6 shift. Then (12) can be written as
Χί = hm - hm -2? (13)
The algorithm (13) of the initial conditions xo = 1 is implemented by the subtractor 9, the shift registers 5 and 6 and the element 16.
Increments Δy with a weight of 2 ' p in the form of a stream of pulses of the first discharge of the distributor 25 pulses arrive through the switch 4 and the element 17 to the input of the adder 8, which together with the shift register 7 forms the value
( 1 - ^) = ΣΔν · (AND)
The summation of the increments Duv (14) ends when the argument x reaches the value
x = 1-7T- · 05)
• it
The overflow signal of the reversible counter 10 is generated when the argument x reaches the value (15). Indeed, the arrival of a burst of pulses, the number
and
which is proportional to the size, with Th
the output element And 13 on the subtracting input of the reversible counter 10 forms in it
the value of 1 - -γ—, if we accept that the maximum
The maximum capacity of the reversing counter 10 is 1.
On the other hand, the summing input of the reversible counter 10 receives a stream of increments of the argument Δχ with a weight of 2 ' n in the form of loan pulses from the ηth digit of the subtractor 9. After the end of the action
the bursts of pulses at the subtracting input of the reversible counter 10, the flow of increments Δχ at its summing input leads to the overflow of the reversible counter 10 at the moment of the fulfillment of the relation (15). We note that the proportionality coefficient 1 / Fs when forming the value
I - -Y- in the reversible counter 10 takes into account
is made by selecting the parameters of the converter 1 analogue - the pulse duration.
Thus, for the time after the device starts up until the reversing counter 10 overflows, the initial binary code 2 П - К shift register 7 adds the value у = - € п (1 - Ч / Чт). Then during the time after the overflow of the reversible counter 10 to the overflow of the shift register 7, when the relation (8) is fulfilled, in the counter
II is formed by the value of the exponent a of the exponential process, which is on the voltage level. H reaches a predetermined voltage level of CH in the required time T. Indeed, if relation (8) is satisfied, then in register 7, the shift has
2 "-K + § Т-йт / 1 - - \ = 2 П ,
1 \ Shch /.
The integer part of the number is represented in the η most significant bits of the shift register 7, and the fractional part of the number is represented in the lower order digits.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884453477A SU1591007A1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Device for computing exponent of exponential function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884453477A SU1591007A1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Device for computing exponent of exponential function |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1591007A1 true SU1591007A1 (en) | 1990-09-07 |
Family
ID=21386809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884453477A SU1591007A1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Device for computing exponent of exponential function |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1591007A1 (en) |
-
1988
- 1988-07-01 SU SU884453477A patent/SU1591007A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1591007A1 (en) | Device for computing exponent of exponential function | |
US4243977A (en) | Delta sigma to PCM converter | |
US4149258A (en) | Digital filter system having filters synchronized by the same clock signal | |
SU913373A1 (en) | Multipier of repetition frequency of periodic pulses | |
SU1732344A1 (en) | Digital accumulator | |
SU1261111A2 (en) | Versions of digital accumulator | |
SU1487030A1 (en) | Digital functional converter | |
SU446054A1 (en) | Device for converting binary numbers | |
SU1709352A1 (en) | Division device | |
SU1108442A1 (en) | Function generator | |
SU1372245A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU1425657A1 (en) | Dividing device | |
SU736098A1 (en) | Subtractor | |
SU1732331A1 (en) | Device for monitoring exponential processes | |
SU1051537A1 (en) | Device for implementing square dependence | |
SU1280615A1 (en) | Versions of device for squaring binary numbers | |
SU1660153A1 (en) | Pulse-packet-to-rectangular-pulse converter | |
SU1013953A1 (en) | Exponential function computing device | |
SU1170461A1 (en) | Calculating device | |
RU2011215C1 (en) | Modulo 3 convoluting device | |
SU1291972A1 (en) | Device for multiplying data with variable length | |
SU1168930A1 (en) | Device for calculating values of simple functions | |
RU1830622C (en) | Time interval/code converter | |
SU1749214A1 (en) | Method of and device for detecting time position of signals | |
SU1429109A1 (en) | Device for dividing numbers |