SU750482A1 - Устройство дл извлечени корн - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислитель ной технике и может найти применение в информационно-измерительных и управл ю щих системах дл  возведени  в п -ю степень и извлечени  корн  п -и степени из сигнала в виде частоты следовани  импульсов. Известно устройство дл  возведени  в степень и извлечени  корн  из сигнала в виде параллельного кода, содержащее делители частоты, регистры, счетчи ки н схемы переноса кода i Однако это устройство имеет ограниченное применение дл  работы только с входной и выходной информацией в виде параллельного кода и обладает низкими показател ми по быстродействию. Известны также устройства дл  возведени  в степень и извлечени  корн  из сигнала в виде число-импульсного кода, содержащие счетчики-делители, регистры схемы переноса кода, счетчики 2 Однако эти устройства позвол ют работать только с сигналом в виде число-импульсного кода с выдачей информации в виде параллельного кода и обладают ограниченным быстродействием. Наиболее близким техническим решением  вл етс  частотно-импульсное устройство дл  извлечени  квадратного корн , содержащее два делител  частоты, () последовательно соединенных управл емых делителей частоты (п -показатель степени), счетчик, управЛ5гющий счетчик, регистр, группы элементов И и блок управлени , причем выход генератора опорной частоты подключен ко входам двух делителей частоты, выходы разр дов управл ющего счетчика соединены с ин(юрмационными входами элементов И первой группы, вьрсоды которьк подключены ко входам регистра, выходы которого соединены с информадисжньгми входами элементов И второй группы, выходы котсчэых подключены ко входам разр дов счетчика, выход которого подключен к первому входу блока управлени , второй вход которого соединен со входной шиной

устройства, а выходы блока управлени  подключены к входам обнулени  делителей частоты, регистра и управл ющего счетчгша, к установошгым входам управл ющих делителей частоты и управл ющим входам элементов И первой и второй групп .

Однако это устройство обладает ограниченными функциональными возможност ми , позвол   производить только операцию извлечени  квадратного кърн  над сигналом в виде частоты следовани  импульсов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей, заключающихс  в возмо шости вычислени  степенных значений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство Дополнительно содержит г -и управл емьш делитель частоты, элемент И и переключатель с п тью замыкател ми на два Положени , причем вход П -го управл емого делител  частоты подключен к выходу (г -1) го управл емого делител  частоты, информационный вход элемента И соедионен с выходом первого делител  частоты, а выход - со входом счетчшш, вход первого управл емого делител  частоты соединен с выходом первого замыкател  переключател , первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй с выходом второго делител  частоты , вход управл$1ющего счетчика подключен к выходу второго замыкател  переключател , первый вход которого подключен к выходу второго делител  частоты, а второй вход - к выходу ().го управл емого делител  частоты , выходна  щ{ша устройства пошслючена к выходу третьего замьшател  переключател , первый вход которого подключен к выходу п -го управл емого дели-, тел  частоты, а второй вход - к выходу счетчика, управл ющие входы г управл емьк делителей частоты подключены к выходу четвертого замыкател  переключател , первый вход которого подключен к выходам разр дов регистра, а второй вход - к выходам разр дов управл ющего счетчика, режимный вход устройства подключен к входу п того замыкател  переключател , два выхода которого подключены к третьему и четвертому входам блока управлени , установочный вход п-го управл емого делител  частоты и управл ющий вход элемента И подключены к выходам блока управлвне1 .

Ма чертеже изображена блок-схема стройства.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, два неуправл емых делител  2 и 3 частоты, о последовательно соединенных управл емых делителей 4-6 частоты, управл ющий счетчик 7, группы элементов И 8 и 9, регистр 10, счетчик 11, элемент И 12, блок 13

управлени  и перекшочатель с п тью замьаштел ми 14-18 на два положени  каждый.

Выходы блока 13 управлени  подключены следующим образом; выход 19 к

управл ющему входу элемента И 12; выход 20 к управл ющему входу группы элементов И 9; выход 21 к входу обнулени  регистра 10; выход 22 к управл ющему входу группы элементов И 8; выход 23 к входам обнулени  управл ющего счетчика 7 и делителей 2 и 3 частоты; выход 24 к установочным входам управл емых делителей 4-6 частоты н счетч1жа 11. Входы блока 13 управлени  подключены к входной клемме f .. , к выходу счетчика 11 и к выходам п того замыкател  18. Выход генератора 1 подключен к входам делителей 2 и 3 и через первый замыкатель 14 - к счетному входу управл емого делител  4 частоты, к которому через замыкатель 14 подключен также выход делител  3. Выход делител  2 через элемент И 12 подключен к счетному входу счетч 1ка 11

и- через второй замыкатель 15 - к счетному входу управл ющего счетчика 7, который через замыкатель 15 подключен также к выходу (п -1)-го делител  5, Выходы разр дов управл ющего счетчика

7 подключены через третий замыкатель 16 к объединенным входам управл ющих входов управл емых делителей 4-6 частоты . Вторые входы замыкател  16 подключены к выходам разр дов регистра 1О,

которые через группу элементов И 9 подключены к входам разр дов счетчика 11, выкод которого подключен через четвертый замыкатель 17, второй вход которого подключен к выходу п -го делител  6, к выходной клемме устройства igy. Выходы разр дов управл ющегчэ счетчика 7 подключены также через группы элементов И 8 к входам разр дов регистра 1О.

Устройство работает следующим образом .

Claims (3)

1. Устройство обладает обратимостью и может работать как в режиме возведени  в п степень, так и в режиме извлечени  корн  п -и степени из входного сигнала , представленного частотой сггедовани  импульсов. При этом используетс  одно и то же оборудование. Изменение режим производитс  с помощью переключател  на два полонсени . При положении 1 п т замыкателей 14-18 обеспечивают работу устройства в режиме возведени  в П -ю степень. При положении И переключател  устройство работает в режиме извлечению корн  п -и степени. Рассмотрим работу устройства в реж ме возведени  в п -ю степень. Последовательностью работы блоков устройства управл ет блок 13, на вход которого поступает входна  последовательность импульсов с частотой следовани  f х . Сигналом с выхода 1 замыкател  18 блок 13 управлени  переключаетс  на управление в режиме возведени  в степень . При поступлении каждого импульса входной частоты t х блоке 13 формируютс  сигнал  управлени , последова тельно производ щие следующие операции: обнуление регистра Ю сигналом на выходе 21, открывание группы элементов И 8 сигналом на выходе 22, обнуление счетчика 7 и делителей 2 и 3 частоты сигналом на выходе 23 и запис в управл емые делители 4-6 частоты на чального кода 2 - 1 , где m - число разр дов счетчика, сигналом на выходе 24, После этого начинаетс  очередной такт работы устройства до прихода следующего импульса входной частоты f т. е. длительностью в текущий период Tj входной частоты. С выхода генерато ра 1 на вход делител  2 и через замыкатель 14 на вход делител  4 частоты поступают импульсы вьюокой опорной частоты i Q. В делителе 2 эта частота делитс  на посто5шнь й коэффициент делени  К, выбираемый из соображени  требуемой точности и коэффициента пропорциональности выходного сетнала. Импуль сы частоты is с выхода делител  2 поступают через замыкатель 15 на счетный вход обнуленного управл ющего счетчика 7 (на вход счетчика 11 импуль сы не проход т, так как элемент И 12 закрыт). Эти импульсы суммируютс  в счетчике 7 на интервале времени,, равном текущему периоду 1 , так как обнуле ние счетчика 7 происходит по каждому идтульсу входной частоты у, .В момент очередного обнулени  в счетчике 7 будет число vT пропорциональное текущему периоду входной часготы. Код этого числа перед обнулением счетчика 7 переписываетс  через группы элементов И 8 в очищенный регистр Ю, где хранитс  до прихода следующего импульса входной частоты. Управл емый делитель 4 частоты работает в режиме делени  частоты { на коэффициент делени , наход щийс  в регистре 10..На выходе делител  4 образуетс  последовательность импульсов, следующа  с частотой f -, j to V Н, Аналогично работают и остальные делители 5-6 . На выходе второго делител  . образуетс  частота следовани  импульсов f - ij/ f2. а,,с fo На выходе п -го делител  6 образуетс  частота следовани  импульсов .-..-n, . е. пропорциональна  п -и степени входной частоты. Эта частота через замыкатель 17 поступает на выход устройства . Таким образом, за врем  Т одного периода входной частоты на выходе устройства образуетс  последователь ность импульсов, частота следовани  которых пропорциональна п -и степени входной частоты t j . Рассмотрим работу устройства в режиме извлечени  корн  п -и степени. В этом режиме переключатель устанавливаетс  в положении 11. Последовательность работы блока управлени  от предыдущего режима отличаетс  тем, что сиг- налы с выхода 24 устанавливают в положение 2 - 1 также счетчик 11, после чего сигналом с выхода 19 открываетс  элемент И 12, через который импульсы частоты PQ начинают поступать на счетный вход счетчика 11. По импульсу, поступающему с выхода счетчика 11 на вход блока 13 управлени , открываетс  сигналом на его выходе 2О группа элементов И 9 и в счетчик 11 записываетс  обратный код N- числа в регистре 10, т. е. счетчик 11 работает в режиме делени  частоты FQ на коэффициент делеи , наход щийс  в регистре 10. Если же омент обнулени  регистра совпадает с мпульсом на выходе счетчика 11, то во збежание записи в счетчик ложного нулеого кода перезапись кода в счетчик 11 адерживаетс . В рюжкме извлечени  корни п -и стеени импульсы опорной частоты f посту- пают на вход цепочки управл емых делит лей частоты , в которых она посла™ довательно делитс  на переменное число л,к() вносимое в них в обратном коде иа управл ющего счетчика 7. Частота следовани  импульсов на выхГоде первого делител  4 будет равна ,,кt) текущее значение кода в счетчика 7 в режиме извлечени  корн . Частота следовани  импульсов на выходе (п -1)-го делител  5. через замыкатель 15 поступает на счетный вход управл ющего счетчика 7, где они интегрируютс  на временном интервале, равном текущему периоду Тх входной час тоты. Число импульсов в счетчике 7 будет определ тьс  по зависимости 4 Ы (t) .di( „, ott. АЛ i Реша  это уравнение, относительно Д,к. 1 t-T момента окончани  текущего периода, получаем .f .-Т,, .откуда Ы , А,,,Хт . е. в момент окончани  текущего периода Т в управл ющем счетчике 7 образуетс  число (,K пропорциональное корню п -и степени из текущего периода Т/. Код числа Ы « переписы ваетс  через группу элементов И 8 в очищенный регистр 1О и  вл етс  коэффициентом делени  счетчика 11, на кото рый делитс  частота F о импульсов, поступаюидих на счетный вход счетчика 11 Частота следовани  импульсов на выходе счетчика 11 будет равна io f о .to JL-Ь Пг . Д,к- W .O/ т. е. пропорциональна  Корню п -и степени их входной частоты. При выборе получим ft 4 , уменьшением К можно увеличить коэффициент пр порциональности выходной частоты, а вместе с ней и точность вычислений. Вр м  формировани  выходной частоты равн текущему периоду входной частоты. Таким образом, устройство позвол ет использу  одно и то же оборудование за счет изменени  св зей между блоками, существенно расширить функциональные возможности устройства, обеспечива  ра боту как в режиме возведени  в степен так и извлечени  корн  из частотно-импульсного входного сигнала. Устройство обладает высоким быстродействием, так как выходной сигнал формируетс  за вре   одного периода входной частоты, прием мгновенное значение выходной частоы не имеет флуктуации относительно реднего значени  частоты. Эти преимущества позвол ют расширить область применени  устройства в динамических быстропротекающих процессах с частотйоимпульсной информацией. Формула из обретени  Устройство дл  извлечени  корн , содержащее генератор опорной частоты, два делител  частоты, (о -1) последователь- но соединенных управл емых делител  частоты ( п - показатель степени), счетчик, управл ющий счетчик, регистр, группы элементов И и блок управлени , причем выход генератора опорной частоты подключен ко входам двух делителей частоты , выходы разр дов управл ющего счетчика соединены с информационными входами элементов И первой группы, выхо- ды которых подключены ко входам регистра , выходы которого соединены с информационными входами элементов И второй группы, выходы которых подключены ко входам разр дов счетчика, выход которого подключен к первому входу блока управлени , второй вход которого соединен со входной шиной устройства, а выходы блока управлени  подключены к .входам обнулени  делителей частоты, регистра и управл ющего счетчика, к установочным входам управл ющих делителей частоты и управл ющим входам элементов И и второй групп, отличающеес  тем, что, с целью расшире- ни  функциональных возможностей, заключающихс  в возможности вычислени  степенных значений, устройство содержит П й управл емый делитель частоты, элемент И и переключатель с п тью замыкател ми на два положени , причем вход го управл емого делител  частоты Подключен к выходу (п-1) -го управл емого делител  частоты, информационный вход элемента И соединен с выхо- дом первого делител  частоты, а выходсо входом счетчика, вход первого управл емого делител  частоты соединен с выходом первого замыкател  переключател , первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй - с выходом второго делител  частоты, вход управл ющего счетчика подключен к выходу второго замыкател  переключател , первый вход которо- , го подключен к выходу второго делител  частоты, а второй вход - к. выходу ( п -го управл емого делител  часто-. ты, выходна  шина устройства подключена к выходу третьего замыкател  переключател , первый вход которого подключен к выходу г -го управл емого делител  частоты, а второй вход - к выходу счетчика, управл ющие входы п управл емых делителей частоты подключены к выходу четвертого замыкател  переклю чател , первый вход которого подключен к выходам разр дов регистра, а второй вход - к выходам разр дов управл ющего счетчика, режимный вход устройства подключен к входу п того замыкател  переключател , два выхода которого -подключены к третьему и четвертому входам блока управлени , установочный вход -го делител  частоты и управл ющий вход элемента И подключены к выходам блока управлени . Источники информации, при нтые во внимание при экспертизе 1.Карпов Р. Г. и др. Некоторые ме- тоды обработки ци(|чэовой информации. В кн, Вычислительна  техника . Минск Наука и техника , 1965, с. 283.
2. 2.Мельников А, А. и др. Обработка частотных и временных импульсных с рналов . М., Энерги , 1976, с. 91-95.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 605212, кл. G 06 Г 7/38, 04.10.76 (прототип).