analogrechner:vektorlaenge
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analogrechner:vektorlaenge [2020-12-10 16:34] – Approximation durch Potenzreihe rainer | analogrechner:vektorlaenge [2021-12-11 14:01] (aktuell) – rainer | ||
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Zeile 106: | Zeile 106: | ||
Wird anstelle der integrierten Schaltung eine Schaltung aus vorhandenen Elementen verwendet, so ergibt sich die Schaltung zu: | Wird anstelle der integrierten Schaltung eine Schaltung aus vorhandenen Elementen verwendet, so ergibt sich die Schaltung zu: | ||
+ | `v=x + y^2 / (v+x) | ||
+ | |||
[svg: | [svg: | ||
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Wegen `v ge |x|` ist auch für `x<0` die Summe `v+x ge 0`, so dass hier | Wegen `v ge |x|` ist auch für `x<0` die Summe `v+x ge 0`, so dass hier | ||
der Divisor nicht negativ ist. | der Divisor nicht negativ ist. | ||
+ | Auch hier kann allerdings `v+x > 1 ` werden, so dass -- nicht gezeigt -- skaliert werden muss. | ||
Die in der vorigen und dem folgenden Schema gezeigten Addierer sind | Die in der vorigen und dem folgenden Schema gezeigten Addierer sind | ||
**nicht** invertierend, | **nicht** invertierend, | ||
- | Änderungen notwendig sind, da einige Dividierer | + | Änderungen notwendig sind, da einige Dividierer invertierte |
Ergebnisse liefern, u.s.w. | Ergebnisse liefern, u.s.w. | ||
Zeile 122: | Zeile 125: | ||
Eine bessere Aussteuerung wird erreicht, wenn anstelle des Quadrierers | Eine bessere Aussteuerung wird erreicht, wenn anstelle des Quadrierers | ||
ein Multplizierer verwendet wird und die Faktoren vertauscht werden: | ein Multplizierer verwendet wird und die Faktoren vertauscht werden: | ||
+ | |||
+ | `v=x + y * (y / (v+x)) | ||
+ | |||
[svg: | [svg: | ||
Zeile 152: | Zeile 158: | ||
Wegen | Wegen | ||
- | `sqrt(x^2+y^2) > max(x,y) | + | `sqrt(x^2+y^2) >= max(x,y) |
kann man auch durch einen linearen Ausdruck approxmieren: | kann man auch durch einen linearen Ausdruck approxmieren: | ||
Zeile 163: | Zeile 169: | ||
Dies entspricht einer Approximation | Dies entspricht einer Approximation | ||
- | `sqrt(1+x^2) ~~ 1 + 0.38 x if x <= 1 | + | `sqrt(1+x^2) ~~ 1 + 0.38 x if |x| <= 1 |
wobei der Wert 0.38 durch Probieren ermittelt wurde. Mit dem Faktor `sqrt(2)-1 ~~ 0.414` wird der Fehler am Bereichsende minimiert. | wobei der Wert 0.38 durch Probieren ermittelt wurde. Mit dem Faktor `sqrt(2)-1 ~~ 0.414` wird der Fehler am Bereichsende minimiert. | ||
Zeile 169: | Zeile 175: | ||
Besser ist freilich eine Taylorreihe (für `x<=1`) mit | Besser ist freilich eine Taylorreihe (für `x<=1`) mit | ||
- | `sqrt(1+x*x) ~~ 1 + 0.41*x^2 | + | `sqrt(1+x^2) ~~ 1 + 0.41*x^2 |
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benötigt aber einen Quadrierer (anstelle von dreien). | benötigt aber einen Quadrierer (anstelle von dreien). | ||
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- | Mit einem zusätzlichen Multiplizierer ist | + | Mit einem zusätzlichen Multiplizierer ist der Fehler unter 1%: |
- | | + | |
Die Koeffizienten sind wieder empirisch ermittelt; gegebenenfalls können optimale Koeffizienten über eine | Die Koeffizienten sind wieder empirisch ermittelt; gegebenenfalls können optimale Koeffizienten über eine | ||
[https:// | [https:// | ||
- | \ASCIIMATHML ./ASCIIMathML.js | + | \ASCIIMATHML |
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analogrechner/vektorlaenge.1607614448.txt.gz · Zuletzt geändert: 2020-12-10 16:34 von rainer