Логарифмический преобразователь

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при воспроизведении логарифмической функции от величины, заданной в виде частоты, интервала времени или число-импульсного кода. Цель изобретения - повышение точности устройства - достигается за счет введения управляемого счетчика, шифратора, элемента И и соответствующих связей. 4 и.п., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А") (51) 4 G 06 F 7/556

ВСЕСОЮ .. . й

1)З „ 13

ВЖЛИ1) <

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4119347/24-24 (22) 17.09.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (72) В. Б.лудыкевич и В.Н.Максимович (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1043645, кл. G 06 F 7/556, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N - 1108441, кл. G F 7/556, 1982. (54) ЛОГАРИФИИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при воспроизведении логарифмической функции от величины, заданной в виде частоты, интервала времени или число-импульсного кода. Цель изобретения — повышение точности устройства — достигается за счет введения управляемого счетчика, шифратора, элемента И и соответствующих связей. 4 ил., 1 табл.

1498

5 5+

2 а х а 2

TYl х =, Ь;2

< =О (2) 35

138

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике н может быть использовано при воспроизведении логарифмической функции от величины, заданной в виде частоты, интервала времени или число-импульсного кода.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема логарифмического преобразователя; на фиг. 2 — схема управляемого счетчика; на фиг. 3 — схема блока вычитания; на фиг. 4 — схема шифратора.

Логарифмический преобразователь (фиг. 1) содержит триггер 1, элемент

И 2, блок 3 вычитания, элемент ИЛИ 4, счетчик 5, группу 6 элементов И, управляемый счетчик 7, шифратор 8 и счетчик 9.

Число выходов ряэрядов управляемого счетчика 7 равно m входного счетчика m+1 а счетчика 9 — р+1

У 1 где 2 — вес старшего разряда счетчика 9 в результате преобразования.

В состав управляемого счетчика 7 (фиг. 2) входят элементы И 10, — 10„,+,, счетные триггеры 11,-11,„ и элементы

ИЛИ 12) — 12„„.

В состав блока 3 вычитания (фиг. 3) входят JK-триггер 13 и элемент И 14.

Структурная схема шифратора 8 (фиг. 4) состоит из элементов ИЛИ

15, -15 и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

16, -16„,.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы сигнал, поданный на установочный вход устройства, переводит счетчики 5, 7 и 9 в нулевое исходное состояние. При этом триггер 13 блока 3 вычитания устанавливается в единичное, а триггер

1 — в нулевое состояния.

При нулевом состоянии триггера 1 элемент И 2 закрыт. Импульсы, поступающие на информационный вход логарифмического преобразователя, проходят на вход счетчика 5. При достижении числом в счетчике 5 значения

2 триггер 1 переходит в единичное

Ь состояние и элемент И 2 открывается.

Здесь S принимает любое значение из ряда О, 1, 2, ..., m в зависимости от того, к какому разряду счетf чика 5 подключен прямой вход триггера 1.

Выходные сигналы шифратора 8 однозначно определяются числом, содержащимся в счетчике 5. Причем уровень логической единицы в каждый момент

I времени присутствует только на одном из ее выходов в зависимости от того, сколько нулей подряд содержится в старших разрядах счетчика 5. Соответствие между входными и выходными сигналами шифратора 8 приведено в таблице, где b, b,, ..., Ъ вЂ” значения разрядов числа, содержащегося в счетчике 5 в двоичном коде; С, С,, ..., С, — значения выходных сигналов блока 8 выделения, — безразличное значение разряда.

Пусть х — число импульсов, поступивших на информационный вход устройства. Рассмотрим сначала работу устройства в диапазоне

26 начало которого, как было отмечено выше, соответствует переходу триггера 1 в единичное состояние.

Так как перед началом работы преобразователя счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние, то число, возрастающее в нем в процессе преобразования, можно представить в виде

Из уравнения (2) следует, что в диапазоне (1) Ьз = 1; b „ = О; Ьз+ =

О; ...; Ь,„ = О. С учетом данных

40 таблицы имеем С = 1; С = О (j

О, 1, 2, ..., S-1, S+1...щ) .

При С = 1 в управляемом счетчике

7 открыт элемент И 10„.+, . При этом все остальные элементы И, вхо45 дящие в его состав, закрыты. Следовательно, при С = 1 в работу включены триггеры 11„, +, 11m +, ° ° °

11,„ управляемого счетчика 7, т.е. он работает в режиме S-разрядного двоБО ичного счетчика.

Управляемый счетчик 7, группа 6 элементов И, счетчик 5 и элемент

ИЛИ 4 составляют управляемый числоимпульсный умножитель. При Сэ = 1 в работу число-импульсного умножителя включены S старших разрядов счетчика 7 и S младших разрядов счетчика 5. Следовательно, приращение d g

1381498

2 3 (3) 2 =1п-- ° (1О) Ыр (S S+1) = y

N = х — 2

S (5) 20

stl S+g

2 х (2 (12) (6) 25

3 dx

dy=2 х (7)

40

J 6,5+! (8)

5

2 х

1n— гь (9) уз,s+!

s+!

N =х-2 эб! (1 5) s+i dx

dy=2 х (16) числа выходных импульсов р число-импульсного умножителя (выходных импульсов элемента ИЛИ 4) может быть определено следующим образом:

5-! где 11 = Ь 2 (4) 10

N — число, содержащееся в S младших разрядах счетчика 5;

d y — приращение числа импульсов у, поступающих на вход управляемого счетчика 7. 15

В диапазоне (1) число N может быть определено уравнением

Импульсы с выхода элемента ИЛИ 4 поступают на вход блока 3 вычитания, который реализует алгоритм

rpe х — приращение числа входных импульсов х, слудующих через открытый в диапазоне (1) элемент И 2. 30

Из уравнений (3), (5) и (6) следует:

Проинтегрировав дифференциальное уравнение (7), определим число импульсов ув в !, прошедших на выход блока 3 вычитания в диапазоне (1), как функцию от числа х:

Импульсы с выхода блока 3 вычитания поступают на вход управляемого счетчика 7, в котором фиксируется дробная часть результата преобразования N . Целая часть Кp фиксируется в счетчике 9, который осуществля55 ет подсчет импульсов переполнения счетчика 7. Веса разрядов N Указаны на фиг. 1. При С = 1 входные импульсы управляемого счетчика 7 проходят на счетный вход триггера 11,„ +, выходной сигнал которого определяет значение разряда N с весом 2 . Таким

Р образом, в диапазоне (1) результат преобразования равен

Число импульсов, прошедших на вход счетчика 7 за весь диапазон (1) изменения значений х, определим, зб! подставив х = 2 в уравнение (9): у = 2 1п — -- = 2 1п2 + гэ

Рассмотрим работу логарифмического преобразователя в диапазоне

Из уравнения (2) данных таблицы следует, что в диапазоне (12) Ь, =1;

Ьзбб Q> Ь б QУ ° У Ь щ О

Сэб! = 1; С) = 0 (j = 0,1,2...S, S+2...m) .

При Сз+, = 1 в управляемом счетчике 7 открыт элемент И 10 э. Все остальные элементы И, входящие в его состав, закрыты. Следовательно, при

С .„, = 1 в работу включены триггеры

11 „,, 11 „„ „, ..., 11„„ управляемого счетчика 7, т.е. он работает в режиме (S+1) -разрядного двоичного счетчика.

В работе управляемого число-импульсного умножителя при С б! =1 задействовано S+1 старших разрядов счетчика 7 и S+1 младших разрядов счетчика 5. Таким образом, приращение й( может быть определено из уравнения

N

dq = — -- dy (13) s где N „= Ь; 2 — число, (14) о содержащееся в S+1 младших разрядах счетчика 5.

В диапазоне (12) Из уравнений (6), (13) и (15) следует, что

Проинтегрировав дифференциальное уравнение (16), определим число им1381498 ь, о

-з -(s) (19)

25 (20)

35 х

N =Pn — у

P 2

) 40 пульсов

0 0

0 1

1 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 1 0

0 0 0

1 -x 0

0 0 0 пульсов у, прошедших на выход

5«t + блока 3 вычитания в диапазоне (12), как функцию из числа х: 4 I dx

2 (17) х

6+> х у = 2 Рь — — . (18) gp

5+I, p+2 2 +

При С,, = 1 импульсы с выхода блока 3 вычитания через открытый элемент И 10 поступают на вход триггера 11 э, выходной сигнал которого определяет значение разряда N с

-(5+ ) весом 2 Таким образом учитывая результат, зафиксированный в счетчиках 7 и 9 и конце диапазона (1), получим где N (S+1, S+2) — результат преобразования в диапазоне (12).

Подставив в уравнение (19) эна- 30 чения у ь+ и у эь э+ 2 иэ уравне ний (11) и (18), имеем

И (S+ 1 8+2) х

Р 2

Продолжая доказательство, придем к выводу, что

S м+! во всем диапазоне 2 iх (2 изменения значений числа входных имФормула изобретения

Ло гарифмический пре образ он атель, содержащий первый и второй счетчики, группу элементов И, блок вычитания, триггер и элемент ИЛИ, причем информационный вход преобразователя соединен со счетным входом первого счетчика, выходы младших разрядов которого соединены с первыми входами элементов И группы, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ„ выход которого соединен с первым информационным входом блока вычитания, о т л и ч а ю lI\ H é с ÿ тем, что, с целью повышения точности, в него внедены управляемый счетчик, шифратор и элемент И, вход начальной установки преобразователя соединен с входами сброса блока вычитания первого и второго счетчиков, управляемого счетчика, триггера, информационный вход преобразователя соединен с первым входом элемента И, второй нход которого соединен с выходом триггера, установочный вход которого соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, выход элемента И соединен с вторым информационным входом блока вычитания, выход которого соединен со счетным входом управляемого счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом второго счетчика, разрядные выходы первого счетчика соединены с входами шифратора, выходы которого соединены с информационными входами управляемого счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами элементов И группы, выходы управляемого счетчика и второго счетчика соединены соотнетственно с выходами дробной и целой частей функции преобразователя.

1381498

Продолжение таблицы

Ь b,., „Ь b

0 1 х х ..... x к 0 1 0 0 ..... 0 0

1 х х х ..... x х 1 0 0 0 ..... 0 0

7 7

7 7" 77 7 7 7

Фсм l

0 0 0 1

0 0 1 х х х 0 0 0 1 ..... 0 0 х х 0 0 1 0 .... ° 0 0

1381498 фиа 2

1381498

Составитель А. Шуляпов

Редактор И. Рыбченко Техред М.Дидык Корректор С. Шекмар

Закаэ 1184/44 Тира к 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Уигород, ул. Проектная, 4