SU955040A1 - Функциональный преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автомати|ке и вычислительной технике и может найти применение при аппаратном вычислении элементарных функций.

Известно арифметическое устройство , способное вычисл ть тригонометрические функции sin .X, cos x,arctg х и arcs in X 1.

Однако дл  данного устройства характерны сложность и ограниченные функциональные возможности, не позвол ющие , например, вычисл ть гиперболические функции.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство, позвол ющее воспроизводить тригонометрические функции tg х, ctg X, sin X и cos х, которое содержит группу элементов задержки, шесть групп элементов И, блок управлени  /, суммирующий и вычитающий счетчики , две группы элементов ИЛИ и элементы ИЛИ 2 ,

Недостаток известного устройства ограниченные функциональные возможности . Устройство непригодно дл  вычислени  обратных тригонометрических функций arctg х, arcsin х, агссов х и гиперболических функций th х, sh х, arth X, arsh х.

Цель изобретени  - расширение класса решаемых защач за счет возможности дополнительного вычислени  функций arctg х, arcsin х, arccos х, th X, sh } arth х и arsh х.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее суммирующий счетчик, три группы элементов И, четыре элемента И и четыре

10 элемента ИЛИ, причем выходы элементов И, второй и третьей групп coeiдинены со входами соответствующих элементов ИЛИ, дополнительно введены два реверсивных счетчика, два

15 сумматора-вычитател  и два триггера, причем выход первого реверсивного счетчика соединен с импульсными входами элементов И первой группы и потенциальными входами элементов И

20 второй группы, импульсные входы которых соединены с выходом суммирующего счетчика и потенциальными входами элементов И первой и третьей групп, импульсные входы элементов И

25 третьей группы соединены с выходом второго реверсивного счетчика , выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых 30 соединены соответственно с пр мым

|и инверсным входами первого триггера , выходы первого и второго элементов И соединены с первыми входами соответственно первого и второго импульсных сумматоров-вычитателей, выходы которых подключены ко входам соответственно суммирующего и второго реверсивного счетчиков, вход тактовой частоты преобразовател  соединен со вторым входом первого сумматора-вычитател  и первьлм входом третьего элемента И, второй вход которого соеди}.ен с инверсным выходом второго триггера, пр мой вход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И через четвертый элемент ИЛИ соединены со вторым входом второго сумматора-вычитател , выход третьего элемента ИЛИ соединен со входом первого реверсивного счетчика, входы первого и второго триггеров соединены с управл к дими входами преобразовател .

На чертеже представлена блок-схема функционального преобразовател .

Преобразователь содержит реверсивный счетчик 1, суммирующий счетчик 2, реверсивный счетчик 3, группы 4-6 элементов И, импульсные сумма торы- вычи та тел и 7 и 8, элементы 9-12 И, элемент 13 ИЛИ, триггеры 14 и 15, элементы 16-18 ИЛИ. Элементы И, вход щие в состав групп 4-6  вл ютс  импульсно-потенциальными, что позвол ет использовать их дл  образовани  двоичных умножителей совместно с потенциальными счетчиками 1-3 .

Счетчик 1, группа 6 элементов И и элемент 18 ИЛИ представл ют собой первый двоичный умножитель, управл емый кодом N2(t), записанным в счетчике 2. Средн   частота f следовани  импульсов на выходе этого умножител  равна

Nc(t).

(1)

6 Nm

где f - входна  частота счетчика 1 ,

№п - емкости счетчиков 1-3. Счетчик 3, группа 4 элементов И и элемент 16 ИЛИ образуют второй двоичный умножитель, управл емый кодом счетчика 2. Средн   частота f на выходе его равна

f - f Ni(t)

(2)

f - 6

Nm

или с. учетом (I}

f f NHt) .

(3) 4 1

Счетчик 2, группа 5 элементов И и элемент 17 ИЛИ образуют третий двоичный умножитель, управл емый

кодом NjCt) счетчика 3, причем средн   частота fj на выходе этого умножител  равна

(4)

f5

где fj - входна  частота счетчика 2. Режим. Триггеры 14 и 15 наход тс  в выключенных состо ни х (т.е. на пр мых выходах присутству т О, на и версных - ). В этом случае элементы 10 и 11 И открыты , на вход счетчика 2 поступает только входна  частота следовани  импульсов f, поскольку второй вход

импульсного сумматора-вычитател  7 отключен, так как элемент 9 И закрыт . На один вход импульсного сумматора-вычитател  8 поступает частота fj , а на второй вход - частота f. Таким образом, можно записать

:

t f4;

(5) +

I I I I

знаки

или

соответствуют работе в режиме суммировани  или вычитани .

Очевидно, что в счетчике 2 нарастает во времени число, равное

Nj(t) . (6)

С учетом (3) и (6), уравнение (5) примет вид (предполагаетс , что счетчик 3 работает в режиме суммирювани )

fl f;

± (f.t)

- ) (7)

Число в счетчике 1 определ етс  выражением

t.«

(В)

Если импульсный сумматор-вычитатель 8 работает в режиме, то

(9)

) Nmarth-, Nm

при работе в режиме вьгчитани 

Н Nm

H Ul Hmarctg

(10)

где выходное число импульсов .

Режим. Триггер 14 находитс  в выключенном состо нии, триггер 15 - во включенном, счетчик 3 работает в режиме суммировани . В этом случае

(11)

f.

X J ( 12)

f2 fx ± f4 где знаки + и - соответствуют работе импульсного сумматора-вычитател  7 в режиме сложени  и вычитани . Уравнение (12) при учете (3 мет вид - Число в счетчике 2 измен етс соответствии с уравнением ,, H|../-J5:5.,1. Если импульсный сумматор-вычитатель 7 работает в режиме сложени , то NjW-Nmttf feNmЦ5 При работе в режиме вычитани  Vkx(16 Режим III. Триггер. 14 включен , триггер 15 выключен. Работа устройства описываетс  уравнени ми f, ,(17 fl fs ± f4, (18 или с учетом (3) и (4) NsUl-.Nm Nmtli.t) (19 Закон изменени  входной частоты ff; счетчика 3 с учетом (1) и (19) следующий(20) N,W-ixt V xN mtUxtp Число в счетчике 3 описываетс  уравнением v. «v-k,.,

где NO - число, записанное в счетчике 3 перед началом преобразовани , а знаки или, - перед интегРсшом соответствуют работе счетчика 3 в режиме сложени  или вычитани  соответственно .

Решением уравнени  (21)  вл етс  ,

Закон изменени  числа в счетчике 1 описываетс  выражением

-(23)

иу-Л . Л1, iNN.iUxM

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Функциональный преобразователь, содержащий суммирующий счетчик, три группы элементов И, четыре элемента И и четыре элемента ИЛИ. причем выходы элементов и первой, второй и третьей групп соединены со входами соответствующих элементов ИЛИ, о тличающийс  тем, что, с целью расширени  класса решаемых задач путем дополнительного вычислени  функций arctgx , arcsinv , arccosх , thК , shX , arthx и arshv без ycложнени  преобразовател , в него введены два реверсивных счетчика, два где знаки + или перед интегралом соответствуют работе счетчика 1 в режиме сложени  или вычитани  соответственно. Если импульсный сумматор-вычитатель 8 работает в режиме сложени , счетчик 3 в режиме вычитани , а счетчик 1 работает: а) в режиме вычитани . Тогда НДи W arccos -, Nni б) в режиме сложени . В этом случае ) Noarc5in При работе импульсного сумматоравычитател  8 в режиме вычитани , а счетчиков 1 и 3 в режиме сложени  Mt)--Noarsb Примен   старт-стопорные режимы работы, можно использовать устройство дл  вычислени  функций sin x,cos х, sh X, Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом произведено значительное расширение функциональных возможностей благодар  дополнительному введению в устройство аппаратурно простых импульсных ,сумматоров-вычитателей, двух реверсивных счетчиков и двух триггеров. Одновременно из состава устройства исключены группа элементов задержки, три группы элементов И, блок управлени , вычитающий счетчик и две группы элементов ИЛИ, следовательно, расширение класса решаемых задач произошло без усложнени  устройства. Технико-экономический эффект состоит в том, что устройство, реализу  вычисление нескольких различнЕлх функций , позвол ет заменить несколько функциональных устройств одним.