SU840893A1 - Device for computing exponential functions - Google Patents

Device for computing exponential functions Download PDF

Info

Publication number
SU840893A1
SU840893A1 SU782568044A SU2568044A SU840893A1 SU 840893 A1 SU840893 A1 SU 840893A1 SU 782568044 A SU782568044 A SU 782568044A SU 2568044 A SU2568044 A SU 2568044A SU 840893 A1 SU840893 A1 SU 840893A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
counter
summing
group
elements
frequency
Prior art date
Application number
SU782568044A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Антонович Воробель
Валерий Богданович Дудыкевич
Original Assignee
Физико-Механический Институт Академии Наукукраинской Ccp
Львовский Ордена Ленина Политехнический Ин-Ститут
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Физико-Механический Институт Академии Наукукраинской Ccp, Львовский Ордена Ленина Политехнический Ин-Ститут filed Critical Физико-Механический Институт Академии Наукукраинской Ccp
Priority to SU782568044A priority Critical patent/SU840893A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU840893A1 publication Critical patent/SU840893A1/en

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике. Известно устройстве дл  вычисле-, НИН экспоненциальных функций, содержащее два счетчика, группу элементов И, элемент ИЛИ 1. Однако известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности . Наиболее близким по технической ., сущности к предлагаемому  вл етс  уст ройство дл  вычислени  экспоненциаль ных функций, содержащее два делител  ;частоты, каждый из которых содержит счетчик, блок сравнени , управл кнций счетчик-регистр,iпричем счетные вхо .ды делител  частоты  вл ютс  входом импульсной последовательности устройства , частотный выход каждого делител  соединен с входом управл ющего счетчика-регистра другого делител  причем один из управл ющих счетчиковрегистров работает на сложении, а вто рой - на вычитании 2} В исходном состо нии в вычитающем счетчике первого двоичного делител  частоты находитс  код числа а(о) а а в суммирующем счетчике второго дво ичного делител  частоты находитс  (КОД числа Ь(о) bfl . На входы двоичных делителей частоты поступает одна и та же частота fo . Частота f,, на выходе первого двоичного делител  частоты определ етс  выражением ) гггг а частота на выходе второго двоичного делител  частоты определ етс  выражением bllV где a{t), b{t) - числа, соответствующие коду в управл пощем счетчике первого и второго двоичных делителей соответственно . Поскольку частота f,(t) поступает на суммирующий вход управл ющего счетчика второгр . двоичного делител  частоты, а частота f(t) на вычитающий вход управл ющего счетчика первого двоичного делител  частоты , то известна  схема описываетс  следующей системой управлени  JQ(t) f о ) (а L at ф Причём а(о) - ао, Ь(о) bft . Преобраздвав (З),. получаем Г, ,. aci(t) U(t). Ц,.-., Сложив уравнени  в системе (4) получаем ,«w.bw.ii«- , С5) a(ciib) откуда следует, что или d(t)) C,on3t .(6} Определив из Чб) b(t) и подст вив в (4), получаем c3a(i) aobo Щ оРешив (7) методом разделени  ременных, получаем о Поступив аналогично -со вторым уравнением системы (4), получаем i- Таким образом, при поступлении вход устройства тактовой частоты за врем  t t , т.е. при поступ нии Ny импульсов частоты f I Nv в управл ющих счетчика двоичных делителей частоты формир ютс , в соответствии с (8) и (9J, коды чисел ()Ur«oE 4-V o Однако известное устройство рб дает чрезмерной сложностью и недо точной точностью, обусловленной б шой погрешностью округлени  из-за применени  двоичного делител  час ты с посто нной времени системы равной, как следует из (8) и (9) , .. (,,) Цель изобретени  - упрощение у ройства и повышение его точности Поставленна  цель достигаетс  тем, что.устройство, содержащее суммр рующий и вычитающий счетчики nepB3 Jo и вторую группы элементов при этом входы управлени  первой пы элементов И соединены соответс венно с выходами первой группы вы тающего счетчика, а входы управле второй труппы элементов И - с вых дами первой группы суммирующего с чика, дополнительно содержит два рационных блока и два элемента ИЛ причем первые входы рперационных блоков, соединены со входом импул ной последовательности устройства, вторые входы первого и второго операционных блоков соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выход первого операционного блока соединен со счетным входом суммирующего счетчика, а выход второго - со счетным входом вычитающего счетчика, втора  группа выходов суммирующего счетчика соединена с. информационными входами первой группы элементов И, втора  группа выходов вычитающего счетчика с информационными входами второй группы элементов И, выходы первой и второй групп элементов И соединены соответственно с входами первого и второго элементов ИЛИ. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 операционный блок, Устройствб содержит суммирующий счетчик -1, вычитающий счетчик 2, группы элементов И 3 и 4, элементы ИЛИ 5 и б, операционные блоки 7 и 8. Каждый операционный блок содержит триггер 9, элемент И 10, элемент ИЛИ 11, элемент задержки 12. При этом первый вход элемента ИЛИ  вл етс  первым входом операционного блока, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом элемента задержки, а выход элемента ИЛИ соединен с первь1ми входами элемента И и триггера и  вл етс  выходом операционного блока, второй вход триггера  вл етс  вторым входом операционного блока, выход триггера соединен со вторым входом элемента И, выход которого соединен с выходом элемента задержки. Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии в вычитающем счетчике 2 находитс  код числаА /tx О а а в суммирующем счетчике 1 находитс  код числа 3 /t о/ Ь. На первые входы операционных блоков 7 и 8 поступает тактова  частота fp. С выхода блока 7 частота fj поступает на вход суммирующего счетчика 1. Счетчик 1 с группой 3 схем совпадени  представл ет собой двоичный умножитель частоты, управл емый кодом числа А (t) вычитающего счетчика 2, поэтому частота f на выходе элемента ИЛИ 5 определ етс  выражением fs-AW где N .„ 2 - коэффициент пересчета счетчиков 1 и 2; п - количество двоичных разр дов счетчиков 1 и 2; А (t) - код числа вычитающего счетчика 2. Вычитающий счетчик 2 с группой 4 схем совпадени  представл ет собой двоичный умножитель частоты, управл емый кодом числа В (t) суммирующего счетчика 1, Поэтому частота | на выходе элемента ИЛИ 6 определ ет с  выражением о п/4. -tt, Dtt) где f, - частота на выходе блока 8. Так как частота fg поступает на , второй вход блока 7, то в соответствии с фиг. 2,.частота f на ее выходе определ етс  выражением или, с учётом (12),The invention relates to computing. It is known a device for calculating, NIN of exponential functions, containing two counters, a group of elements AND, an element OR 1. However, the known device has limited functionality. The closest in technical terms to the present invention is a device for calculating exponential functions containing two dividers; frequencies, each of which contains a counter, a comparison unit, control counter-register, and the counting inputs of the frequency divider are input the pulse sequence of the device, the frequency output of each divider is connected to the input of the control counter-register of the other divider, with one of the control register counters working on addition and the second on subtracting 2} In the subtracting counter of the first binary frequency divider, the code of the number a (o) a is located in the summing counter of the second binary frequency divider (CO code of the number b (o) bfl. The same frequency, fw, is fed to the inputs of the binary frequency dividers. The frequency f ,, at the output of the first binary frequency divider is determined by the expression) yyyy and the frequency at the output of the second binary frequency divider is determined by the expression bllV where a (t) and b (t) are numbers corresponding to the code in the control of the first and second binary counters dividers are appropriate nno. Since the frequency f, (t) is fed to the summing input of the control counter, sec. the binary frequency divider and the frequency f (t) to the subtracting input of the control counter of the first binary frequency divider, then the known circuit is described by the following control system JQ (t) f o) (a L at f a) a (o) ao, b ( o) bft. Having transformed (3), ... we get Γ,,. aci (t) U (t). C, .-., By adding the equations in system (4), we get, "w.bw.ii" -, С5) a (ciib) whence it follows that either d (t)) C, on3t. (6} Determining from BW) b (t) and substituting in (4), we obtain c3a (i) aobo Щ SEShiva (7) by the separation method belt, we get about Doing the same way -with the second equation of system (4), we get i- Thus, when uplenii device clock frequency input for time t t, i.e. upon the arrival of Ny pulses of the frequency f I Nv in the control counter of binary frequency dividers, number codes () Ur "oE 4-V o are formed, in accordance with (8) and (9J) However, the known device RB gives excessive complexity and inadequate accuracy due to the maximum rounding error due to the use of a binary divider with a constant system time equal to, as follows from (8) and (9), ... (,,) The purpose of the invention is to simplify the device and increase its accuracy The goal is achieved by the fact that a device containing summing and subtracting counters ne In this case, pB3 Jo and the second group of elements control inputs of the first element I are connected, respectively, with the outputs of the first group of the receiving counter, and the inputs of the second group of elements I are connected to the outputs of the first group of the summing element; The IL, with the first inputs of the operation units, are connected to the input of the impulse sequence of the device, the second inputs of the first and second operating units are connected to the outputs of the first and second OR elements, respectively, the output of the first opera ion block is connected to counting input of the summing counter and the second output - to the counting input of the subtracter counter totaliser second group of outputs is connected to. information inputs of the first group of elements And, the second group of outputs of the detracting counter with information inputs of the second group of elements AND, the outputs of the first and second groups of elements AND are connected respectively to the inputs of the first and second elements OR. FIG. 1 schematically shows the proposed device; in fig. 2 operational unit, Device contains summing counter -1, subtractive counter 2, groups of elements AND 3 and 4, elements OR 5 and B, operational blocks 7 and 8. Each operational block contains trigger 9, element AND 10, element OR 11, element delays 12. At the same time, the first input of the OR element is the first input of the operational block, the second input of the OR element is connected to the output of the delay element, and the output of the OR element is connected to the first inputs of the AND element and the trigger and is the output of the operational block, the second trigger input the second entrance of the operas unit, the trigger output is connected to the second input element And the output of which is connected to the output of the delay element. The device works as follows. In the initial state in subtractive counter 2 there is the code of the number A / tx O and in the summing counter 1 there is the code of the number 3 / t o / b. The first inputs of the operating units 7 and 8 receive the clock frequency fp. From the output of block 7, the frequency fj is fed to the input of summing counter 1. Counter 1 with group 3 of coincidence circuits is a binary frequency multiplier controlled by the code of the number A (t) of the subtracting counter 2, therefore the frequency f at the output of the element OR 5 is determined by the expression fs-AW where N. „2 is the conversion factor for counters 1 and 2; n is the number of binary bits of counters 1 and 2; A (t) is the code of the number of the subtractive counter 2. Subtractive counter 2 with a group of 4 coincidence circuits is a binary frequency multiplier controlled by a code of the number B (t) of the summing counter 1, Therefore the frequency | at the output of the element, OR 6 defines with the expression π / 4. -tt, Dtt) where f, is the frequency at the output of block 8. Since the frequency fg arrives at the second input of block 7, in accordance with FIG. 2,. The frequency f at its output is determined by the expression or, taking into account (12),

. i, С15). i, C15)

NN

mm

(Откуда(From

(16)(sixteen)

Аналогичным образом, так как частота f поступает на второй вход блока 8, то, в соответствии с фиг.2, частота f, на ее выходе определ етс  выражениемSimilarly, since the frequency f is fed to the second input of block 8, then, in accordance with FIG. 2, the frequency f, at its output, is determined by the expression

( (

или, с учетом (13),or, subject to (13),

ib-bC-t)ib-bC-t)

-±ь- ± ь

fn fn

IVIV

откудаfrom where

o-Nmo-Nm

(-(9)(-(9)

ff

ftCtl ftCtl

Так как частота f поступает на вход вычитающего счетчика 2, а частота fj - на вход суммируквдего счетчика 1, то числа А (t) и В (t), соответствующие кодам вычитающего счечика 2 и суммирующего счетчика 1/ соответственно равны tSince the frequency f is fed to the input of the detracting counter 2, and the frequency fj is to the input of the total of counter 1, the numbers A (t) and B (t) corresponding to the codes of the subtractive counter 2 and the summing counter 1 / are respectively t

A(t) N A (t) N

(20)(20)

dtdt

fc B(t) f fc B (t) f

(1-0(1-0

dtdt

где t - текущее врем .where t is the current time.

Дл  определени  A(t) и B(t) необходимо решить уравнени  (20) и (21), Продифференцировав (20) и (21), .получаем следующую систему уравнений d Ла)To determine A (t) and B (t), it is necessary to solve equations (20) and (21), by differentiating (20) and (21), we obtain the following system of equations d La)

-V -V

a-fc a-fc

Саа) d SCfc)Saa) d SCfc)

«5  "five

dtdt

в (22)I пои (19)in (22) I poi (19)

Подставив (16) лучаемSubstituting (16) we get

o-Hnio-hni

. B(-t). B (-t)

{1г1{1r1

o-Nmo-Nm

л{)l {)

илиor

|6W.Ai -foN«| 6W.Ai -foN «

(а4)(A4)

8408 5 10 8408 5 10

илиor

aA(t) aA (t)

, ЩГ  , SchG

Проинтегрировав (27) . получаем .ЧпЛ.,(ав)Integrating (27). we receive. ChPL., (av)

где С - посто нна , интегрировани . При t О, A(t) а-, поэтому С еп зд иwhere C is constant, integration. When t Oh, A (t) a-, therefore C zd and

enA(t)-%4p -bendo,enA (t) -% 4p -bendo,

откудаfrom where

30thirty

. loNm. loNm

Att)aoe (аэ) Att) aoe (ae)

Решив аналогичным, методом второе 35 уравнение системы (24) уравнений, получаемHaving solved the same method, the second 35 equation of the system (24) of equations, we get

-М«т .-M "t.

8(t)b,,e 8 (t) b ,, e

(30)(thirty)

Таким образом, в течение времени t t , при поступлении на вход устройства Ny импульсов частоты fp Ny( fл. , в соответствии с (29) и (30), в вычитающем счетчике 2 и суммирующем счетчике 1 формируютс  соответственно коды чиселThus, during the time t t, when the pulses of the frequency fp Ny (fl., According to (29) and (30) arrive at the input of the device Ny, in the subtractive counter 2 and summing counter 1 are formed, respectively, the codes of numbers

А A(t)J. адЕA A (t) J. adE

aotooaotoo

..

(31).(31).

и Вand B

Как следует из (29) и.(ЗО) посто нна  времени t системы в предлагаемои устройстве дл  вычислени  экспонейциальных функций равнаAs follows from (29) and. (30), the time constant t of the system in the proposed device for calculating the exponential functions is

., )o.,) o

Сравнива  выражени  (11): и (12) Ёидим, что в предлагаемом устройстве дл  вычислени  экспоненциальных функций посто нна  времени t системы уменьшена, что позвол ет повыситьComparing expressions (11): and (12) Let us suppose that in the proposed device for calculating exponential functions the time constant t of the system is reduced, which allows increasing

Claims (2)

точность высислени  функций (31) за 36 Сложив уравнени  в системе (24), получаем M«.,SU,-, откуда следует, что d(A-,6) д аГ или A{t) B(t) Const ао bp где а, A(t) J b B(t) Определив из (25) B(t) и подставив в первое уравнение системы уравнений (24) , получаем счет уменьшени  погрешности от дискретизации . В известном устройства содержимое суммирующего счетчика измен етс  на едийицу после поступлени  на вход устройства количества импульсов, рав ного дополнительному коду числа выт .е. N.. - A(t) читающего счетчика. импульсов, а содержимое в.ычитающего счетчика измен етс  на единицу после поступлени  на вход устройства количества импульсов, равного дополнительному коду числа суммирующего сче чика, т.е. - B(t) импульсов. В случае невыполнени  этих условий содержимое суммирующего и вычитающего счетчиков не измен етс , т.е. резуль тат вычислени функций не измен етс , что характеризует наличие большой погрешности округлени  при вычислении результата. В предлагаемом устройстве каждый входной импульс измен ет содержимое как суммирующего так и вычитающего счетчиков, что значительно уменьшает погрешность округлени . Таким образом, в предлагаемом устройстве достигнуто повышение точности вычислени  .экспоненци альных функций. Следовательно, включение всостав устройства дл  вычислени  экспоненци альных функций двух схем сложени вычитани  частот и изменение -св зей позвол ет значительно упростить устройство (количество счетчиков уменьшилось с четырех до двух), а Также повысить его точность (уменьшена пог решность от округлени ). Формула изобретени  УстройствЬ дл  вычислени  экспо- 40 ненциальных функций, содержащее суммирующий и вычитающий счетчики, первую и вторую группы элементов И, причем входы управлени  элементов И- первой группы соединены соответственно с .выходами первой группы вычитающего счетчика, входы управлени  элементов И второй группы .- с выходами первой группы суммирующего счетчика , отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, оно содержит два сумматора-вычитател  частот и два элемента И51И, причем первые входы сумматоров-вычитателей частот соединены со входом импульсной последовательности устройства, вторые входы первого и второго сумматоров-вычитателей частот соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выход первого , сумматора-вычитател  частот соединен со счетным входом суммирующего счетчика, а выход второго - со счетным входом вь1}штающего счетчика, втора  группа выходов суммирующего счетчика соединена с информационными входами элементов И первой группы, втора  группа Выходов вычитающего счетчика - с-информационными входами элементов И второй группы, выходы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с входами первого и второго элементов ИЛИ. . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №369565, кл. G Об F 7/38, 1970. the accuracy of the outlining of functions (31) for 36 Add up the equations in system (24), we get M «., SU, -, from which it follows that d (A-, 6) g aG or A (t) B (t) Const ao bp where a, A (t) J b B (t) Having determined B (t) from (25) and substituting the system of equations (24) into the first equation, we get the decrease in the discretization error. In a known device, the content of the summing counter is changed by the unit after the number of pulses arriving at the device input is equal to the additional code of the number of pulses. N .. - A (t) reading counter. pulses, and the content of the counting counter is changed by one after the number of pulses arriving at the device input is equal to the additional code of the number of summing counter, i.e. - B (t) pulses. If these conditions are not met, the contents of the summing and subtracting counters do not change, i.e. the result of the calculation of the functions does not change, which characterizes the presence of a large rounding error in the calculation of the result. In the proposed device, each input pulse changes the contents of both the summing and subtracting counters, which significantly reduces the rounding error. Thus, in the proposed device, an increase in the calculation accuracy of the exponential functions is achieved. Consequently, the inclusion of a device for calculating the exponential functions of the two frequency addition schemes and changing the σ-coupling allows the device to be significantly simplified (the number of counters has decreased from four to two), and also to improve its accuracy (reduced rounding off). Apparatus of the Invention for calculating the expo nential functions containing summing and subtracting counters, the first and second groups of elements AND, and the control inputs of the elements AND of the first group are connected respectively to the outputs of the first group of the subtracting counter. with the outputs of the first group of the summing counter, characterized in that, in order to simplify the device, it contains two frequency adders and two III elements, the first inputs of the adders ca The frequencies are connected to the input of the pulse sequence of the device, the second inputs of the first and second frequency adders are connected to the outputs of the first and second OR elements, respectively, the output of the first, the frequency adder, is connected to the counting input of a summing counter, and the output of the second is counting input b1 the shtayushchy counter, the second group of outputs of the summing counter is connected to information inputs of elements I of the first group, the second group of Outputs of the subtractive counter - with-information inputs an element And the second group, the outputs of the elements And the first and second groups are connected respectively to the inputs of the first and second elements OR. . Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 369565, cl. G About F 7/38, 1970. 2. Данчеев В.П. Цифро-частотные вычислительные устройства. М., Энерги , 1976, с. 58, рис. 2-19 (прототип ), , .2. Dancheev V.P. Digital-frequency computing devices. M., Energie, 1976, p. 58, fig. 2-19 (prototype),. ./а./but JJ 1 111 11 JbJb W юW you
SU782568044A 1978-01-06 1978-01-06 Device for computing exponential functions SU840893A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782568044A SU840893A1 (en) 1978-01-06 1978-01-06 Device for computing exponential functions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782568044A SU840893A1 (en) 1978-01-06 1978-01-06 Device for computing exponential functions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU840893A1 true SU840893A1 (en) 1981-06-23

Family

ID=20743820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782568044A SU840893A1 (en) 1978-01-06 1978-01-06 Device for computing exponential functions

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU840893A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU840893A1 (en) Device for computing exponential functions
JPS63187366A (en) Arithmetic unit for moving average
SU888118A1 (en) Device for algebraic adding of frequencies
SU1070546A1 (en) Function generator
SU675421A1 (en) Digital squarer
SU935969A1 (en) Digital polygonal approximator
SU622070A1 (en) Digital function generator
SU1188750A1 (en) Digital function generator
SU781809A1 (en) Multiplier
SU600561A1 (en) Multichannel digital computer
SU583430A1 (en) Digital computer
SU1003289A1 (en) Discrete phase shifting device
SU617747A1 (en) Digital follow-up phase meter
SU1156259A1 (en) Pulse frequency-to-number converter
SU851411A1 (en) Device for determinating of shortest path on graph
SU732882A1 (en) Device for resolving differential equations
SU758473A1 (en) Frequency multiplier
SU679991A1 (en) Y=shx,y=chx functions analyzer
SU447725A1 (en) Device for modeling a hybrid computing system
SU944105A1 (en) Switching apparatus
SU911519A1 (en) Device for computing elementary functions
SU741263A1 (en) Device for computing logarithms of numbers
SU1104529A1 (en) Digital autocorrelator
SU840754A1 (en) Digital device for measuring frequency digital device for measuring frequency
SU938286A1 (en) Matrix computation device