Цифровое логарифмирующее устройство

 

Ю

° 1

"1:"

П..е.

1 я

Союз Советских

Социалистических

Республик е. лаэз

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВДЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено23.О4.76 (21) 2351895/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано1Й.О9.78.Бюллетень № 34 (45) Дата опубликования описания 02.О8.78

2 (5l) М. Кл

С 06 F 15/2О

Гооудврственивй квинтет

Совете Министров СССР по двлви изобретений и открытий (53) УОК 681 3 (O88. 8) Б. Г. Кацук, С. И. Руцковский, B. Ф. Примиский и A. А. Кравченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исспецоватепьский институт аналитического приборостроения (54) ЦИФРОВОЕ ЛОГА РИФМИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобре гение о тн оси тся к об пас ти вычиспитепьной техники и может быть испопьзовано в разпичных вычиспитепьных и функционапьных, а также в цифровых иэмеритепьных приборах.

Иввесевс усессасево 1) апп вычвспения погарифмов, соцержащее вхоцной и сцвигающий регистры, бпок вычиспения характеристики и цешифратор. Нецосгатком этого устройства явпяется низкая точность и быстроцействие.

Наибопее близким техническим решением к цанному изобретению явпяется логарифмирующее устройство, соцержащее блок вычиспения характеристики и сцвигающий регистр, вхоцы которых через вхоцной регистр соецинены со вхоцом устройства, выхоц блока вычиспения характеристики соецинен с первым вхоцом реэупьтирующего регистра и через поспецоватепьно соециненные сцвигающий регистр и первый цешифрптор — со вхоцом бпока априорной информации (21 для вычиспения 5 N берется интереса межцу авумя сложными значениями мантиос, межцу кбторыми пежит истинная мантисса логарифмируемого чиспа, цепит ся на зону нечувствитепьности (пинейное разбиение ингервапа) и цапее умножает ся на величину остатка от операции сцвига (цепения). в

1О гаеттт - старший значающий разряа цвоичного чиспа и

М g — смежные априорные значения маи 34 тисс, межцу которыми нахоцится истинное значение искомой мантиссьц

1s 2 — зона нечувствитепьности; Ф- к И т а 2 -значение мпацших разряцов коца

3 чиспа Н (остаток от цепения) . а =О;1.

Неаосгатком этого устройства явпяет ся понижение точности вычиспения-бопьших значений Н, так при операции сцвига числа )е, с цепью привецения его в зацанный объем априорной информации, в спвигающем регистре теряется часть инфор624233 мацин с мпвцших раэряцов, т.е. отбрасы- вается остаток or депения.

UeIbIo изобретения является повышен и е точ нос ти.

Это достигается тем, что прецпагаемое устройство цопопнитепьно соцержит блок вьщепения остатка, блок умножения, бпок цепения, сумматор и второй дешифратор, причем выход вхоцного регистра через поспецоватепьно соециненные бпок вьщепения остатка, дешифратор, блок умно-10 жения соединен с первым вхоцом сумматора, второй вход которого соецинен с первым выхоцом блока априорной информации, второй выход которого соецинен через

15 блок цепения со вхоцом блока умножения, выход блока вычисления характеристики соецинен со вхоцами бпокв вьщепения остатка и бпока цепения, выхоц сумматора соецинен со вторым вхоцом результирующего регистра.

Блок-схема устройства приведена, на чертеже.

Устройство соцержит вхоц 1 устройст-. 5 ва, вхоцной регистр 2, блок 3 вычиспения характеристики, сцвигающий регистр 4, блок 5 вьщепения остатка, результирующий регистр 6, блок 7 цепения, цещифраторы

8, 9, блок 10 умножения, блок 11 анри- зр орной информации, сумматор 12.

Рассмотрим работу устройства.

Пример 1. Пусть необходима вычиспить2Д1И, гце И =527 = 1 2 +

ФО2 +О 2 +02+0 2 +0 2тз5

6, 5 . 4

+12+1 2+1 2+1 2 цвоичная запись 1ООООО1111.

В блоке 11 хранится 2 = 64 . (к=6) значений мантисс логарифмов чисеп от

2 .— 2 = 64 — 128, прецставпенных

6 +3. 40 с точностью цо третьего цесятичного знака после запятой. После записи числа Я в регистр 2, коц ччспв Ч запишется в регистр 4, а также поступит на вхоц блоков 3,5. При этом на выходе бпока 3 по45 явится сигнал, который опрецепит покаэатепь и(=9 старшего значащего разряда (характеристику погврифмов чиспв Н ) и запишет его в результирующий регистр

6 50

l — опрецепиг нв какое чиспо разрядов

М -К = 9-6 3 в сторону ук.еньшения необходимо сцвинуть коц чиспаЧ 527 в сцвигающем регистре 4(т.е. разцепить

527 на 2 =8, с точностью цо целых щ- х 55 чисел), вЂ, установит величину эоны нечувсттп-и витепьносги 2 =8 а бпоке цепения. i, — определит число И- К= 3 мЛадших

%-(II+ 1) ра эряцов .Е а 2 <Е 2 tL 2 4i 2 .У 0 (двоичный код 111) числа Н, которые выделяются блоком 5 иэ регистра 2.

В резупьтвте сцвига на Ф-К 3 разрядов коца 1000001111 чиспа Н в сгорону уменьшения в сцвигающем регистре 4 останется число 1OOOOO1 (в цесятичном коде 65), что расшифруется дешифратором

8, а в цешифратор 9 с выхоца блока 5 запишется коц ill (в цесятичном коце

7), N - К 3 мпапших разряцов числа Я с выхоцов вхоцного регистра, который по ° пе расшифровки запишется в блок 10.

Значение коца 100О001 с выхоца geшифратора 8 поступит нв вхоц бпока 11.

По значению этого коца блок 11 в бпок

7 и в сумматор 12 запишет соответственно значения разности мантисс М -М

0,045 — 0,023 = 0 022 и мантиссы

M6I- = С 023. В блоке 7 оудет провеце

М66 М65 О 022

Ф-к 8

Реэупьтат О ОЯ.2

8 — поступит в блок 10

7 выполняющий операцию М вЂ” М

Х н -(к+11 °

У, " a 2 ОО22 7 = O,O196 =о

В сумматоре 12 выпопнится операция

10,0196 = О, 042, результат которой считывается в регистр 6, в часть записи мантиссы, Окончательный результат вычисления 3g < 527 9,042, что совпадает с табпичйым значением погарифма чиспа

527.

При вычислении Eg < Н цпя значений Й, у котс 1ых It(с К, выражение (1), примет виц g Н = e 4 М;, (2) поправка ЬМ буцет равна йупю и поэтому не учитывается.

Пример 2. Пусть необходимо выМ числить 13; 13 1 2 + 1 ° 2 + О 2 + Г 2, пвоичная запись 1101.

Поспе записи этого чиспа в регистр 2 его коц поступит на вхоцы блоков 3 H 5.

При этом нв выходе бпока 3 появится снгнвп, который — определит показатель Ф = 3 старшего значащего разряда (х 1рактеристику логарифма числа 13) и запишет его в регистр 6, — определит нв какое чиспо разрядов к-rN =6-3 =3 в сторону увеличения

624233 необходимо сдвинуть коц чиспв N 13 в регистре 4 (t. е. умножить 13 нв 2

К- tt1

-8).

Бпок 3 работает таким образом, что при К К он выцает нупевые" сигнвпы s бпок 5 и бпок 7, т. е. нв их выхоцвх буцет нупевой коц.

В резупьтате сцвига 1101 ив К-es сторону увепичения, в регистра 4 запишется коц 11О1ООО (в цесятичном коце 1О4), что и расшифруется цешифрвтором 8. Знв- 10 чение кода 1101ООО с выхода цешифраrора 8 поступит нв вход бпока 11, который по значению этого кода выдаст значение мантиссы М 4 О,7О1» в сумматор 12; твк квк на выхоцвх блока 7 и бпокв 1О буцут нупи, то в сумматоре 12 выпопнится операция: М 4 + О = О,7О1, Этот резупьтвт считывается в регистр 6, в часть записи мантиссы. Окончатепьный итог вычисления РД, 13 3,7О1, что сов20 пацвет с табличным значением.

Таким образом, используя принцип пинейного разбиения числового интервала межцу цвумя смежными априорными значениями мантисс (при значении к 5 и

25 более участки между смежными значениями логарифмической зависимости можно считать пинейными с погрешностью О,1 % и менее) копичество моцепируемых значений мантисс увепичится с 2" значений цо 2 2 значений, что позвопяет повысить точность вычислений примерно a 2 " разе. Постижение такой точности обычным способом привепо бы к знв?5 читепьному увепичению объема регистра

4, цешифрвторв 8 и блока априорной информации 11, превышающему вппарвтурные затраты, прецусмотренные в изобретении.

Таким образом, изобретение может быть испопьзоввно в различных цифровых функционвпьных преобрвзоввтепях, гце выпопняется операция логарифмирования, а также в цифровых вычиспитепьных маши45 нвх.

Твк например, в оптико-эпектронных устройствах, цпя опрецепения загрязненности срецы, по логарифму отношений световых потоков подающего нв исспецуемую среду и прошедшего через нее суцят î сгепени загрязнения. При этом точность вычисления логарифмов цопжна быть цостаточно высокой. Изобретение вместе с цругими бпоками (фотоэпектронными, анапого цифровыми) позволяет успешно решать задачи поцобного роцв.

Ориентировочный попожитепьный технико-экономический эффект от внедрения прецп ага емого изобре гения сос та ви т око по

4ООО руб. в гоц.

Формула изобретения ц„фровое погарифмируюшее устройство соцержашее бпок вычиспения хврактеристи ки и сцвигаюший регистр, вхоцы которых через входной регистр соецинены со входом устройства, выход бпока вычиспения характеристики соединен с первым вхоцом резупьтируюшего регистра и через поспецоватепьно соединенные сцвигаюший регистр и первый цешифратор — со вхоцом блока априорной информации, о r п и ч аю ш е е с я тем, что, с цепью повышения точности, устройство цопопнитепьно соцержит бпок вьщепения остатка, блок умножения, бпок цепения, сумматор и второй дешифратор, причем выхоц входного регистра через поспецоватепьно соединенные бпок вьщепения остатка, цешифратор, блок умножения соецинен с первым вхоцом сумматора, второй вход которого соединен с первым выходом блока априорной информации, второй выход которого соединен через блок деления со входом блока умножения, выхоц бпока вычиспения характеристики соецинен со вхоцами бпокв вьщепения остатка и блока цепения, выхоц сумматора соецинен со вторым вхоцом резупьтируюшего регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свицетепьство СССР

No 489112, кп. Cj 06 Р 15/2О, 1974.

2. Заявка J4 21О1О37/24, кп. g О6 F 15/2О, 1975, по которой принято решение о выдаче авторского . свидетельства. у 4j

624233,", Составитепь А. Кравченко

Рецактор Н. Каменская Техрец H. Анпрейчук Корректор С. Гарасиняк

Заказ 8189/39 Тираж 826 Поцписное

БНИИПИ Госуцарственного комитета Совета Министров СССР по цепам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Фипиал ППП Патент, г. Ужгороц, уп. Проектная, 4