Устройство для извлечения корня

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники для извлечения корня n-й степени из частотного сигнала. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет возможности извлекать корень n-й степени из частотного сигнала. Для этого в устройство , содержащее п последовательно соединенных цифровых интеграторов 7-9, ключ 13 и схему сравнения 11, дополнительно введены (п-1) последовательно соединенных умножителей частоты 3, 4, четыре многопозиционных переключателя 5, 6, 10, 17, формирователь импульсов 12 и (п-1) последовательно соединенных счетчика 14-16 с соответствующими связями. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (si)s G 06 F 7/552

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752853/24 (22) 25,10.89 (46) 23.09.92, Бюл, М 35 (71) Луцкий филиал Львовского политехнического института (72) Н,В,Петухов (56) Авторское свидетельство СССР

М 612257, кл. G 06 F 7/20, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N 651362, кл, G 06 F 7/20, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

КОРНЯ (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники для извлечения корня п-й степени из частотного сигнала. Цель изобретения— расширение класса решаемых задач за счет возможности извлекать корень и-й степени из частотного сигнала. Для этого в устройство, содержащее и последовательно соединенных цифровых интеграторов 7 — 9, ключ

13 и схему сравнения 11, дополнительно введены (n-1) последовательно соединенных умножителей частоты 3, 4, четыре многопозиционных переключателя 5, б, 10, 17, формирователь импульсов 12 и (n-1) последовательно соединенных счетчика 14-16 с соответствующими связями. 1 ил, 1764051

35

50

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники для извлечения корня и-й степени из частотного сигнала.

Известно устройство для извлечения корня, содержащее блок сравнения, элемент И, генератор импульсов, счетчик импульсов, источник зталонного напряжения и цифроаналоговые преобразователи. 4анное устройство позволяет извлекать квадратный корень из сигналов, задаваемых в аналоговой форме. Недостатком известного устройства является невозможность извлечения корня и-й степени из входного сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для извлечения корня, содержащее схему сравнения, первый вход которой является входом устройства, первый интегратор и второй интегратор. выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, инвертор, ключи, триггер Ш митта, вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а выход — с входом первого интегратора и через инвертор — с управляющими входами первого и второго ключей, каждый из которых включен между выходом соответствующего интегратора и общей шиной устройства, а выход первого интегратора соединен с входом второго. При последовательном соединении п блоков интегрирования устройство позволяет извлекать корень и-й степени из входного напря>кения, задаваемого в аналоговой форме. Так как это напряжение может быть получено из кода числа путем его преобразования с помощью дешифратора и преобразователя код-аналог, то известное устройство может извлекать корень и-й степени из кода числа. т.е, сигнала, задаваемого в дискретной форме.

Недостатком известного устройства является невозможность извлечения корня ий степени из частотного сигнала, что сужает класс решаемых задач.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности извлекать корень п-й степени из частотного сигнала, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее и последовательно соединенных цифровых интеграторов, ключ и схему сравнения, первый вход которой является кодовым входом устройства, дополнительно введены (n-1) последовательно соединенных умножителей частоты. четыре многопозиционных переключателя, формирователь импульсов и (n-1) последовательно соединенных счетчиков, причем подвижный контакт первого многопозиционного переключателя соединен с первым входом первого цифрового интегратора, неподвижный контакт — с выходбм I го умножителя частоты (где i = 1 — n), подвижный контакт второго многопозиционного переключателя соединен с первым входом ключа, неподвижный контакт — c выходом i ro (i = 1 — и — 1) умножителя частоты, подвижные контакты третьего и четвертого многопозиционных переключателей подключены соответственно к второму входу схемы сравнения и выходу устройства, неподвижные контакты — соответственно к выходам

i-ro (i = 2 — n) цифрового интегратора и j-го (j = 1 — п — 1) счетчика, первый вход первого счетчика соединен с выходом ключа, вторые входы всех счетчиков и цифровых интеграторов соединены с выходом формирователя импульсов, вход которого объединен с вторым входом ключа и подключен к выходу схемы сравнения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для извлечения корня.

Устройство для извлечения корня содержит (и-1) последовательно соединенных умножителей 1 — 4 частоты, начиная с умножителей частоты на два (1) и на три (2) и кончая умножителями частоты на и-1 (3) и на и (4), первый многопозиционный переключатель 5. второй многопозиционный переключатель 6, и последовательно соединенных цифровых интеграторов, начиная с первого 7 и второго 8 цифровых интеграторов и кончая и-м цифровым интегратором 9, третий многопозиционный переключатель

10. схему сравнения 11, формирова гель импульсов 12, ключ 13, (n-1) последовательно соединенных счетчиков, начиная с первого

14 и второго 15 счетчиков и конч;.я (и-1)-м счетчиком 16, четвертый многопозиционный переключатель 17. Неподвижный контакт первого многопозиционного переключателяя 5 соединен с выходом i-го умножителя частоты, где I = 1 — и, а подвижный контакт — с первым входом первого цифрового интегратора 7. Неподвижный контакт второго многопозиционного переключателя 6 соединен с выходом i-го умножителя частоты, где. i = 1 — и — 1, а подвижный контакт — с первым входом ключа 13. Неподвижный контакт третьего многопозиционного переключателя 10 подключен к выходу I-го цифрового интегратора, где i = 2-п, а подвижный контакт — к второму вхо, у схемь сравнения 11, первый вход которой является входом устройства, Выход схемы сравнения 11 соединен с входом формирователя импульсов 12 и вторым входом ключа 13, Неподвижный контакт четвертого многопо1764051 зиционного переключателя 17 подключен к выходу j-го счетчика, где j = 1 — n — 1, а подвижный контакт — к выходу устройства, Первый вход первого счетчика 14 соединен с выходом ключа 13. Вторые входы всех счетчиков и цифровых интеграторов соединены с выходом формирователя импульсов

12, Устройство для извлечения корня работает следующим образом.

При подаче на вход устройства частотного сигнала частотой fn на выходе умножителя 4 частоты на и выделяется частота F, равная

Р1=2 3 ... (n1) n i = n! fn. где n! = 1 2 3 - „, (n-1) n — факториал числа п;

fn — частота на входе устройства;

F1 — частота на выходе умножителя 4 частоты на и, Так как подвижный контакт первого многопозиционного переключателя 5 подсоединен к выходу умножителя 4 частоты на п, то на первый вход первого цифрового интегратора 7 поступает частота F>. Цифровые интеграторы, начиная с первого 7 и второго 8 и кончая и-м 9, соединенные последовательно, интегрируя частоту F I. формируют цифровую развертку вида

t с с

Sn(t) = f... Х f FI dt dt...й= и и

/... f f ° о. оо ос.,,ос= о о о о п с с

=n! f„(... / / dtdt...dt= и! f„ о оо " tll — о и

= и т (1) где Sn(t) — цифровая развертка на выходе

n-ro цифрового интегратора 9;

t — время.

Схема сравнения 11 отмечает момент совпадения кода цифровой развертки Яи(с) с кодом числа N, подаваемым на кодовый вход устройства. В момент равенства кодов схема сравнения 11 обрывает импульс в момент времени х, Из выражения (1) для момента времени tx. когда S,(с) =- N, находят, что

1 ох где tx — длительность импульса на выходе схемы сравнения 11:

N — код некоторого числа.

Одновременно в течение времени действия импульса длительностью tx через ключ 13 на первый вход первого счетчика 14

5 с выхода умножителя 3 частоты на п-1 посредством подвижного контакта второго многопозиционного переключателя 6 подается частота

Fz = 2 3 ... (п-1) f = (n-1) f, 10 где (n-1)! = 1 2 3 ... (п-1) — факториал числа (n-1);

Fz — частота на выходе умножителя 3 частоты на п-1, Счетчики, начиная с первого 14 и второ15 го 15 и кончая (n-1)-м 16, соединенные последовательно, интегрируя частоту Р2 в течение времени tx, вырабатывают на выходе устройства напряжение

20 х

0вых = / ....,) Fz dt dt...dt = о о о (n-I ) (n- <) 25 ™ о с .) .) (n-1)! tn dt dt...dt= (и-1)! f x о о (и-11 (n-<)

tÕ

1 — -и — 1

fn х = fn — )

1 п-1 — = fn N . (2) — напряжение на выходе устройстт п — 1

30 (n — 1) = fn где UB, 35 ва.

Если на первый вход схемы сравнения

11 подать код числа N = 1, то тогда, согласно выражению (2}, на выходе устройства будет напряжение

Овых= и " 1 =fn = дп. т,е, напряжение на выходе устройства равно корню и-й степени из входной частоты f,.

По истечении действия импульса дли45 тельностью tx схема сравнения 11 выдает сигнал формирователю импульсов 12. который за время, не превышающее одного периода следования импульсов входной частоты fn. приводит в исходное нулевое

50 состояние все цифровые интеграторы и счетчики. В дальнейшем процесс извлечения корня и-й степени из частотного сигнала частотой fn циклически повторяется. Если необходимо извлечь корень и-й

55 степени из кода числа N, то на первый вход схемы сравнения 11 необходимо подать код этого числа, а на вход устройства — частоту

fn = 1 Гц, подвижный контакт BTopol многопозиционного переключателя 6 соединить с входом умножителя 1 частоты на два, а по1764051 движный контакт четвертого многопозиционного переключателя 17 подключить к выходу первого счетчика 14. В этом случае напряжение на выходе устройства равно

Составитель Н,Петухов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т. Палий

Редактор Г.Бельская

Заказ 3458 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 т.е. напряжение на выходе устройства равно корню п-й степени из кода числа N.

Изобретение позволяет извлекать корень и-й степени из частотного сигнала частотой f> и из кода числа К. Реализация процесса извлечения корня и-й степени из частотного сигнала позволяет расширить класс решаемых задач.

Формула изобретения

Устройство для извлечения корня, содержащее и последовательно соединенных цифровых интеграторов. ключ и схему сравнЕния, первый вход которой является кодовым входом устройства. о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности извлекать корень и-й степени из частотного сигнала, в него дополнительно введены (n-1) последовательно соединенных умножителей частоты, четыре многопозиционных переключателя, формирователь импульса и (и-1) последовательно соединейных счетчи5 ков, причем подвижный контакт первого многопозиционного переключателя соединен с первым входом первого цифрового интегратора, неподвижный контакт — с выходом i ãî умножителя частоты (где i = 1 — n), 10 подвижный контакт второго многопозиционного переключателя соединен с первым входом ключа, неподвижный контакт — с выходом i-го(i = 1 — и — 1) умножителя частоты, подвижные контакты третьего и четвертого

15 многопозиционных переключателей подключены соответственно к второму входу схемы сравнения и выходу устройства, неподвижные контакты — соответственно к выходу i-ro (i = 2-и) цифрового интегратора и

20 j-го (j = 1 — n — 1) счетчика, первый вход первого счетчика соединен с выходом ключа, вторые входы всех счетчиков и цифровых интеграторов соединены с выходом формирователя импульсов, вход которого обьеди25 нен с вторым входом ключа и подключен к выходу схемы сравнения,