Логарифмирующий счетчик импульсов
ЛОГАРИФМИРУЮЩИЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий п -разрядный входной счетчик, h D-триггеров, вькодной счетчик и элемент И, о т личающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элемент задержки и группа из ( h - 1) элементо1з ИЛИ, причем первый вход Р -го элемента ИЛИ группы, где 6- 1, 2, 3, ...h- 1, соединен с инверсным выходом
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО Д1 ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ
„„SU„„12002 4 (51)ф G 06 F 7 556 (21) 3744024/24-24 (22) 17.05.84 (46) 23.12.85. Бюл. В 47 (7 1) Куйбышевский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт им. В.В,Куйбышева (72) М.В.Ситников и В.А.Тройников (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 684539, кл. С 06 F 7/556, !977.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1146666, кл. С 06 F 7/556, 20.09.83. (54) (57) ЛОГАРИФМИРУЮЩИИ СЧЕТЧИК
ИМПУЛЬСОВ, содержащий и -разрядный входной счетчик, п 1)-триггеров, выходной счетчик и элемент И, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элемент задержки и группа из (n — - 1) элементов ИЛИ, причем первый вход В -го элемента
ИЛИ группы, где — 1, 2, 3, 1, соединен с инверсным выходом (6 + 1)-ro Ю -триггера, прямой выход 0 --ro B -триггера подключен к информационному входу (Я + 1)-ro, -триггера, выход 0 --го элемента
ИЛИ группы соединен с информационным входом (+ 1)-ro разряда входного счетчика, выход которого подключен к второму входу 0 --го элемента ИЛИ группы, выход первого разряда входного счетчика соединен с первым входом элемента И и с ин-. формационным входом первого разряда входного счетчика, информационный вход логарифмирующего счетчика подключен к входу синхронизации входного счетчика и через элемент задержки к входу сложения входного счетчика, выход переноса которого соединен с входами синхронизации Р -триггеров и со счетным входом выходного счетчика, вход логической единицы логарифмирующего счетчика подключен . к информационному входу первого
З-триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И.
1200284
N-2 т <-
10 11 12 13 14 15 16
2 3 .4 5 б -7 8 9
° ° °
1 О О
100110000111100000 0001111111
О О
01010101001100» ÎÎÎÎ1 1110ÎÎO»» О О
010101010101010100110011001100110-0
0101010101010101010101010101010100
010101010101010101010 1010101010 10 1
010101010101010101010 1010101010 10 1
Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройствах, цифровых иэмер ельных приборах, в устройствах сжатия информации.
Цель изобретения — повышение быстродействия логарифмирующего счетчика.
На чертеже представлена схема логарифмирующего счетчика импульсов.
Устройство содержит вход 1 логической единицы, подключенный к последовательно соединенным ьО -триггерам 2, информационный вход 3 устройства, элемент 4 задержки, инверсные выходы пгг -триггеров 2, начиная с второго, через один из (й — 1) элементов ИЛИ группы 5 подключены к информационным входам и -разрядного входного счетчика 6, выходы разрядов которого, начиная с второго, соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ, выходной счетчик 7, выход первого разряда входного счетчика 6 подключен к входу элемента И 8 и к информационному входу первого разряда входного счетчика, выход переноса которого соединен со счетным входом выходного счетчика 7 и с входами синхронизации и Р -триггеров 2.
Метод вычисления log N. основан
N на двух соотношениях: при N = 2 имеет место точное равенство log N =
= m для любого ш, а для значения ш+>
2 > N ) 2 применяем формулу линейной интерполяции
1 уп — (м-г>=
Интерпретация этих выражений применительно к двоичному счетчику импульсов, на счетный вход которого поступило N импульсов, дает следую5 щее: m — количество разрядов счетчика, переключавшихся при счете N эа вычетом одного разряда (целая часть логарифма). Дробная часть логарифма уточняется после представления
10 N в двоичной системе счисления:
N =Kg 2 о откуда
N-2m (;2 -2 т-<
IS г" г т.е. необходимо сложить значения (сос тояния) выходов двоичного счетчика, за исключением старшего значащего разряда с весами 2, где j = (-1,-m), что соответствует записанной в естественном порядке правее запятой дробной части числа в двоичной .системе счисления.
25 . Работа устройства начинается с установки в ноль всех счетчиков и триггеров. При этом выходы всех элементов ИЛИ принимают единичные состояния. С приходом входных импульсов состояние входного счетчика 6 изменяется в соответствии с таблицей, где цифры в верхней строчке обозначают номер входного импульса, левый столбец под каждой цифрой — состоя35 ние входного счетчика при поступлении входного импульса на вход синхронизации до срабатывания счетчика от импульса по входу сложения, правый столбец — после прихода входного импульса на вход сложения, нумерация разрядов входного счетчика в таблице производится сверху вниз по убыванию их веса.
1200284
Логический элемент И 8 включен в схему с целью коррекции характеристики счетчика в точке N = 1.
Действительно, при N -= -1 состояние счетчика соответствует значению
0,5 (си. таблицу), т.е. в этой точке получается значительный выброс погрешности. Введенный логический элемент И 8, ликвидирует этот выброс, для чего в устройстве выход старшего разряда входного счетчика заменяется выходом элемента И, где
40 сигнал повторяет подключенный к его первому входу выходной сигнал старшего разряда входного счетчика для всех N, кроме N = 1. При N = 1 на выходе элемента И 8 вырабатывает45 ся нулевое значение, для чего второй
его вход соединен с прямым выходом первого Э -триггера 2.
Разряды входного счетчика Ь условно разделены на две части (жирная линия): сверху от линии расположены разряды, считающие импульсы как в обычнои двоичндм счетчике, импульс на входе синхронизации не изменяет, а лишь подтверждает состояние этих разрядов, ниже линии расположены разряды, в которые .импульс синхронизации записывает еди- 1О ничные состояния, а импульс на входе сложения обнуляет их. Положение линий определяется состоянием 2 триггеров 2 и изменяется всякий раз при переполнении входного счетчика, за исключением первого раза.
Количество переполнения подсчитывается выходным счетчиком и точно соответствует целой части log N (где N — - количество импульсов на входе устройства), состояние входного счетчика аппроксимирует функцию дробной части логарифмической зависимости кусочно-линейной функцией с методической погрешностью, не превышающей величины
4Ь2 1
6=1Е 2 Е.2
Элемент 4 задержки служит для задержки импульса с информационного входа устройства. Этим обеспечивается такое управление входным счетчиком, что перед тем, как сосчитать очередной входной импульс, счетчик устанавливается в состояние (см. таблицу), при котором определенная часть младших разрядов входного счетчика переключается в единичное состояние. Благодаря этому искусственному приему входной импульс как бы подключается к счетным входам входного счетчика, начиная лишь с того разряда счетчика, который расположен сразу же после, указанной части младших разрядов. Объем этой части младших разрядов определяется состоянием группы 3 -триггеров и последовательно уменьшается от (h -) 1) до О.
Результатом логарифмирования является последовательно записанная комбинация состояния выходов выходного 7 и входного 6 счетчиков, рассматриваемая как записанное в двоичной форме с фиксированной запятой число.
При этом целая часть логарифма точно определяется состоянием выходного счетчика, а дробная соответствует состоянию входного счетчика с заменой выхода старшего разряда 61 на выход элемента И 8, т.е.
Состояние яг N разряда
Вес разряда
7, 7 7„, м-а о
6 (8) ба 6n
Причем учитываются только значащие разряды, т.е. в целой части можно отбрасывать нули, расположенные левее всех нелулевых" разрядов, а справа от запятой берется 5-6 двоичных разрядов в силу погрешности логарифмирования.
1200284
Составитель А.Шуляпов
Редактор В.Петраш Техред M.Ãåðãåëü Корректор М.Максимишинец
Заказ 7868/54 Тираж 709 Подписное
ВНИИяИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужг< р<>ц, ул. Просктна.i,
