Ш библиотекаю. я. любарский
328472
onH CAHHE
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союа Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
Заявлено 13. 1/11!.1969 (№ 1356155/18-24) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет
Опубликовано 02.11.1972. Бюллетснь ¹ 6
Дата опубликования описания 11.IV.1972
М. Кл. С 06g 7/12
Комитет ло делам илобретений и открытий пры Совете Министров
СССР
УДК 621.14.001.57 (088.8)
=ÿñî:, .-.н л 1
: IiEi.". й-7 дй
Ь1 :&1 ЙСТЕКД
Автор изобретения
Ю. Я. Любарский
Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ
ОПЕРАЦИЙ С ПЕРЕМЕННЫМИ, ПРЕДСТАВЛЕННЫМИ
В АНАЛОГОВОЙ ФОРМЕ С ПЛАВАЮЩЕЙ ЗАПЯТОЙ
2 (m + 1) 25
Изобретение относится к области вычислительной техники.
Известны устройства для выполнения математических операций с переменными, представленными в аналоговой форме с плавающей запятой, содержащие соединенные с клеммами наборного поля по входам мантиссы и порядка операционные блоки суммирования, интегрирования и умножения, а также задатчики коэффициентов и устройство регистрации.
Предложенное устройство отличается от известных тем, что оно снабжено блоками нормализации, которые подключены к клеммам наборного поля по входам порядка и мантиссы, а каждый блок нормализации содержит усилитель-сумматор порядка, компаратор, дешифратор, усилитель-сумматор мантиссы и ключи. При этом вход порядка непосредственно присоединен к входу усилителя-сумматора порядка, а вход мантиссы — к одному из входов усилителя-сумматора мантиссы непосредственно и через компараторы к входам дешифратора, подключенного выходами к входам усилителя-сумматора порядка и к ключам, которе включены в цепь обратной связи усилителя-сумматора мантиссы.
Это позволяет повысить точность и обеспечивает быстродействие устройства.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок нормализации.
Устройство включает операционные блоки суммирования 1, интегрирования 2, умноже5 ния 8. блоки нормализации 4, наборное поле 5, задатчики 6 коэффициентов, устройсгво 7 регистрациии.
Блоки нормализации 4 содержат усилителисумматоры 8 порядка, компараторы 9, дешиф10 раторы 10, усилители-сумматоры 11 мантиссы и ключи 12.
В устройстве для выполнения математическ«х операций как мантиссы, так и порядки переменных представляют в аналоговой форме, 15 причем шкалу значений порядков разделяют на зоны уровней, в которые попадают значения порядков, и зоны разграничения, служащие для сравнения порядков переменных.
При максимальном значении порядка, рав20 ном m, и при равной ширине зон уровней « зон разграничения, ширина одной зоны «е должна превышать где за 1 принимают полную шкалу значений порядков.
Все значения порядков, попадающие внутрь
30 одной зоны уровней, считают равнозначными.
328472
Поэтому при осуществлении арифметических операций с порядками (сложение и вычитание) допускают максимальные погрешности, равные аоо /О. Такие же величины по4(т+ 1) грешностей возможны при осуществлении логических операций с порядками (сравнение порядков) .
Если, например, т= 10 (это обеспечивает диапазон изменения переменных, равный (10»), то при выполнении арифметических и логических операций с порядками допустимы погрешности, составляющие величину около 2,3О1О. Этим определяются невысокие требования к устройствам для выполнения арифметических и логических операций с порядками.
Д@я расширения динамического диапазона устоойства блоки суммирования 1 и интегри p49&d 2 строят таким образом, что они обес;печивают увелцчения йорядка машинных пе,ремейных. Однаио="при этом увеличение порядка может сопровождаться существенным уменьшением мантиссы переменных и сильно сказываться погрешность аналоговых операционных элементов для мантиссы. Этому препятствуют блоки нормализации 4, которые путем уменьшения порядка соответствующей переменной удерживают мантиссу этой переменной в наиболее благоприятном в отношении точности диапазона (1 — 0,1).
Мантисса х входной величины блока нормализации 4 с помощью компараторов 9 сравнивается со значениями 0,1 и 1,0. Выходы компараторов присоединены к дешифратору
10, имеющему выходы До, Дь Д, соответствующие следующим значениям х:
Д,= — 1 при 0<х<0,01
Д вЂ” — — 1 при 0,01(х<0,1
Д вЂ” — — 1 при 0>1<х<1
Сигналы j4, Дь Д принимают значения
0 и — 1.
При 0,1<х<1 (g4= — 1) коэффициенты передачи усилителей-сумматоров 8 порядка равны 1.
При 0,01 1 у, вычитается величина — (с помощью усилитеm ля-сумматора порядка), где m — максимальное значение порядка. При 0<х<0,01 (До — — — 1) коэффициент передачи усилителя-сумматора мантиссы оказывается равным 100, а из у на усилителе-сумматоре порядка вычитается 2)m. Изменение коэффициента передачи усилителя-сумматора мантиссы достигается с помощью ключей 12 в цепи обратной связи усилителя-сумматора мантиссы. Эти ключи управляются сигналами g4, Дь j4. Для установки постоянных коэффицпентов устройство содержит задатчики 6 коэффициентов, выполненные на делителях напряжения, при этом каждый коэффициент задается с помощью двух делителей — для мантиссы и для порядка. Первый делитель — с плавно меняющимся коэффициентом передачи (потенцио метр), второй — со ступенчато меняющимся коэффициентом (на базе переключателя). Устройство 7 регистрации может служить, в частности, аналогово-цифровой преобразователь (цифровой вольтметр), преобразующий в код напряжение, которое изображает мантиссу измеряемой переменной. Напряжение, изображающее порядок измеряемой переменной, кодируется с помощью дополнительного аналого-цифрового преобразователя с небольшим числом разрядов, причем код порядка используется для определения положения запятой при индикации кода мантиссы. Осуществляя соединение блоков на наборном поле 5, в устройстве нужно соединять не только входы и выходы для мантисс в каждом блоке, но и входы и выходы для порядков. При последовательном соединении блоков выход для мантиссы предыдущего блока соединяется с входом для мантиссы последующего блока; соответственно выход для порядка предыдущего блока подключается к входу для порядка последующего блока. Работает устройство следующим образом. Для реализации некоторой зависимости j У=1(х)j на вход поступает сигнал входной переменной, представленный в аналоговой форме с плавающей запятой. В каждом блоке вычислительной структуры информация о поряде) обрабатывается параллельно (одновременно с информацией о мантиссе. В блоках суммирования 1 выбирается максимальное значение порядков входных переменных, и разность каждого из входных значений порядков с этим максимальным значением управляет изменением коэффициента передачи мантиссы по каждому из входов. В блоках интегрирования 2 процесс изменения коэффициентов передачи значений мантисс входных переменных осуществляется аналогично происходящему в блоках суммирования 1, но кроме того, максимальное значение порядка запоминается, и это запомненное значение сравнивается с текущим. Разность этих величин управляет изменением (уменьшением) заряда конденсатора в случае, если запомненное значение порядка меньше текущего. В блоке умножения 8 происходит суммирование значений порядков и перемножение значений мантисс входных переменных. В блоке нормализации 4 с помощью компараторов 9 определяется, в каком диапазоне находится мантисса входной величины. В зависимости от этого изменяется коэффициент передачи значения мантиссы и, следовательно, величина порядка. 328472 Ь» Г, E . -1 У .11 Заказ 709 15 11зд. Л" ЦНИ111111 Комитета ио ири Сонете Москва, 7К-35, @uz. 2 Типография, пр. Сапунова, 2 Вычисленные в предыдущем блоке структуры значения порядка и мантиссы поступают на соответствующие входы последующих блоков. В результате на выходе устройства образуются величины порядка и и мантиссы у, выходной переменной Y. Предмет изобрстения 1. Устройство для выполнения математических операций с переменными, представленными в аналоговой форме с плавающей запятой, содержащее соединенные с клеммами наборного поля по входам мантиссы и порядка операционные блоки суммирования, интегрирования и умножения, а также задатчики коэффициентов и устройство регистрации, отлачающееся тем, что, с целью повышения точ6 ности и быстродействия, оно содержит блоки нормализации, которые подключены к клеммам наборного поля по входам порядка и мантиссы. 5 2. Устройство по и. 1, от.шчатошеесятем, что, с целью увеличения однородности аппаратуры, каждый блок нормализации содержит усилитель-сумматор порядка, компаратор, дешифратор, усилитель-сумматор мантиссы и 10 ключи, причем вход порядка непосредственно присоединен к входу усилителя-сумматора порядка, а вход мантиссы подключен к одному из входов усилителя-сумматора мантиссы непосредственно и через компараторы к входам 15 дешифратора, подключенного выходами к входам усилителя-сумматора порядка и к ключам, которые включены в цепь обратной связи усилителя-сумматора мантиссы, Составитель Ю. Козлов 1 едактор И. Грузова Текред T. Ускова Корректор T. Китаева 182 Тира и -!48 Попшююе депагп изоаретеиип и открьи и» Ми пиетров СССР Раушская иаб., д. 4,:5
