Спосіб витягання кореня довільного степеня

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых и цифровых вычислительных устройствах. Наиболее близким по совокупности признаков к предложенному изобретению является способ логарифмического аналого-цифрового преобразования, заключающегося в сравнении входного преобразуемого напряжения с экспоненциально убывающим от значения Uo напряжением, подсчете и запоминании количества импульсов опорной частоты за интервал времени от начала формирования экспоненциально убывающего напряжения до момента равенства его входному преобразуемому напряжению, а также в сравнении первого вспомогательного напряжения, в К раз (где К > 1, натуральное число) меньшего значения U, с экспоненциально убывающим от значения U напряжением и подсчете и запоминании количества импульсов опорной частоты за интервал времени от начала формирования экспоненциально убывающего напряжения до момента его равенства первому вспомогательному напряжению; квантуют формируемый интервал времени импульсами опорной частоты и формируют цифровой код, который является результатом логарифмического аналого-цифрового преобразования, и вводят его в память. Однако не выполняется функция извлечения корня произвольной степени. Данное изобретение позволяет расширить спектр функциональных возможностей (умножение, деление, вычисление обратной величины) и получить высокую степень точности за счет простоты реализации экспоненциальных функций, Таким образом, в способе извлечения произвольной степени, заключающемся в сравнении входного преобразуемого напряжения с экспоненциально убывающим от значения Uo напряжением, подсчете и запоминании количества импульсов опорной частоты за интервал времени от начала формирования экспоненциально убывающего напряжения до момента равенства его входному преобразуемому напряжению, с упомянутого момента равенства формируют экспоненциально возрастающее напряжение и подсчитывают интервал времени от момента формирования экспоненциально возрастающего напряжения до момента равенства его значению экспоненциально убывающего напряжения, вычисляют интервал времени, пропорциональный зафиксированному интервалу времени и интересуемой степени и по мгновенным значениям этих экспоненциально изменяющихся напряжений, соответствующих этим интервалам, судят о значении извлекаемого корня произвольной степени. На чертеже фиг.1 и фиг.2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие предложенный способ. На фиг.3 приведена функциональная схема устройства для извлечения корня произвольной степени (положение ключей при U > 1 и N 1; N1, то генератор 2 экспоненциально убывающего (затухающего) напряжения генерирует сигнал с максимальной амплитудой, равной ІІ2 на фиг.4, а генератор 13 экспоненциально возрастающего напряжения напряжение с минимальным значением (смещением), равным одному вольту (U13, фиг.4) (далее везде принят масштаб, равный единице так, что единице измеряемой величины соответствует один вольт). В том случае, если U1) фиксирует напряжение U1 (фиг.1), а третий элемент сравнения 8 продолжает сравнивать напряжение U1 с напряжением на выходе интегратора 18 и в момент совпадения t1 срабатывает третий элемент 8 сравнения, замыкая первый ключ 3 и пятый ключ 14, которые пропускают мгновенные значения выходного напряжения первого генератора 2 (U9, фиг,4 для U>1; N1: N>0,5) через третий ключ 9 на преобразователь 10, в зависимости от того, больше или меньше степень извлекаемого корня степени 0,5, т.е. N > 0,5 или N < 0,5. Если N < 0,5, то срабатывает четвертый элемент 12 сравнения, замыкая шестой ключ 15 и замыкая третьим ключом 9 через восьмой ключ 19 выход второго генератора 13 экспоненциального напряжения на вход преобразователя 10 импульсного сигнала в непрерывный. При этом напряжение степени N заменяется напряжением 1-N на выходе сумматора 16, а напряжение UВых на выходе 26, равное: заменяется: Если подкоренная величина U меньше единицы, то срабатывает первый сравнивающий элемент 5, замыкая восьмым ключом 19 инвертируемый выход четвертого элемента 12 сравнения с входом управления третьим ключом 10, так что выходное напряжение: заменяется: Данное устройство может быть использовано не только для извлечения корня произвольной степени от 0 до 1, а и для возведения в произвольную степень, большую единицы. Действительно, если на вход N элемента сравнения 12 подавать сигнал, равный 0,5 вольт, а на вход интегратора запоминающего устройства 9 подавать сигнал, соответствующий интересуемой степени, большей единицы, то на вход преобразователя 10 от генератора 13 поступит сигнал: Поскольку генератор 2 экспоненциально затухающего напряжения работает синхронно с генератором 13 экспоненциально возрастающего напряжения, то возможна простая реализация устройства вычисления обратной величины. В таком случае данное изобретение совместно с предлагаемым устройством позволяет вычислять и отрицательную степень. Известно, что интеграл экспоненциальной функции - есть сама экспоненциальная функция с точностью до константы. Таким образом, вместо блока 10 преобразования импульсного сигнала в непрерывный может быть использовано запоминающее устройство на одном интеграторе и одном усилителе (для коррекции константы). Напряжение U1 (фиг.1) на выходе запоминающего устройства 9 пропорционально логарифму подкоренной величины, так что выход запоминающего устройства 9 может быть использован как дополнительный выход устройства для логарифмирования входной величины как и в прототипе. Точность устройства высока, поскольку используется как рабочая часть, наименее искаженная часть выходных сигналов генераторов, т.е. часть выходного напряжения обоих генераторов, превосходящая один вольт.