Устройство для вычисления логарифмических функций

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Соеетскмх

Соцмалмстмческмх

Реслублмк (ii)771672

К А8ТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 26.12.78 (21) 2709186/18-24 (5! )М. Кл. с присоединением заявки .% 6 06 Р 15j31

Государственный комитет

СССР (28) Приоритет но делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.10.80, Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 15.10,80 (53) УДК 681,3 (088,.8) (72) Авторы изобретения

В. P. Толокновский и. В. Э. Штейнберг (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для воспроизведения и вычисления логарифмических функций методом кусочно- линейной аппроксимации.

Известны устройства для функционального преобразования информационных сигналов в ви5 де унитарных кодов 11),.содержащие управляемый делитель, счетчик участков, блок памяти и схему его управления. Такие устройства хотя и обеспечивают кусочно-линейную аппрокси1О мацию с фиксированным шагом по выходной переменной, однако имеют существенный недостаток — табличное задание функции, что при повышенных требованиях к точности приводит к увеличению приборных затрат и снижению надежности.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для воспроизведения логарифмических функций —. аппроксимируюшей функции (2J, содержащее ге20 нератор импульсов, ключ, счетчик аргумента, счетчик результата, регистр сдвига, первый и второй двоичные умножители, каждый из которых состоит из счетчика, дешифратора и эле. мента ИЛИ, входы которого соединены с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом ключа, разрешающий вход которого является входом устройства, запрещающий вход соединен с выходом счетчика аргумента, а выход ключа соединен со входами счетчиков первого и второго двоичных умножителей.

Вход дешифратора первого двоичного умножителя соединен с выходом регистра сдвига, вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика второго двоичного умножителя, выход элемента ИЛИ первого двоичного умножителя соединен со входом счетчика аргумента.

Недостатком устройства является низкая точность вследствие того, что аппроксимирующая функция имеет ступенчатую форму.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, ключ, счетчик аргумента, счетчик результата, регистр сдвига, первый и второй двоичные умножители, каждый из которых состоит из счетчика, дешиф7716 ратора и элемента ИЛИ, вхбды которого соединены с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, причем выход генератора импульсов соединен с информацион. ным входом ключа, разрешающий вход которого является входом устройства, запрещающий вход соединен с выходом счетчика аргумента, а выход ключа соединен со входами счетчиков первого и второго двоичных умножителей, вход дешифратора первого двоичного умножителя 10 соединен о выходом регистра сдвига, вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика второго двоичного умножителя, выход! элемента ИЛИ первого двоичного умножителя соединен со входом счетчика аргумента, допол- 15 нительно ввеДены третий двоичный умножитель, состоящий также из счетчика, дешифратора и элемента ИЛИ, и блок коррекции, включающий счетчик, дешифратор, блок памяти, триггер и. сумматор. При этом выход счетчика второго 20 двоичного умножителя соединен со входом счетчика блока коррекции, выход которого через триггер соединен с первым входом сумматора. Выходы разрядов счетчика блока коррекции через дешифратор блока коррекции и блок 25 памяти соединены со входом дешифратора третьего двоичного умножителя, выход элемента ИЛИ которого подключен ко второму входу сумматора, третий вход сумматора, соединен с информационным выходом второго двоичного умножителя, а выход сумматора, подключен ко входу счетчика результата.

Структурная схема предложенного устройства приведена .на чертеже.

Устройство содержит генератор 1 импульсов; ключ 2; счетчик 3 аргумента; первый двоичный умножитель 4; регистр 5 сдвига; второй двоичный умножитель 6; счетчик 7 результата; блок 8 коррекции; третий двоичный умножитель 9 Блок 8 коррекции включает в себя счетчик 10, дешифратор 11, блок 12 памяти, триггер 13 и сумматор 14 (импульсов). Двоичные .умножители состоят из счетчика 15, дешифратора 16, элемента ИЛИ 17, Предложенное устройство работает следующим45 образом.

Коэффициент пересчета счетчика 3 аргумента устанавливается равным заданному значению аргумента, в регистр 5 сдвига записывается единица, а триггер 13 устанавливается в состояние, при котором сумматор 14 импульсов фиксируется в режиме сложения. На управляющих входах двоичного умножителя 9 устанавливаетсят код первого углового коэффициента корректирующей функции

При подаче сигнала пуска на ключ 2 он отпирается и счетные импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход двоичных умножителей 4, 6 и 9. Устройство обрабатывает аппрокси72

4 мирующую функцию на первом участке. При отработке каждого участка коррекции на вход счетчика 10 поступает по одному импульсу, что приводит к переключению кодов угловых коэффициентов на управляющих входах двоичного умножителя 9, При отработке первой половины первого участка аппроксимации и, соответственно, первой половины участков коррекции корректирующие импульсы, поступающие на вход сумматора 14 импульсов, суммируются с импульсами приращения. Скорректированное приращение функции интегрируется в счетчике 7 результата..В момент окончания отработки первой половины участков коррекции, что соответствует прохождению точки максимальной погрешности, на вход триггера 13 со счетчика 10 поступает импульс, в результате чего триггер 13 перебрасывается и устанавливает сумматор 14 импульсов в режим вычитания. В момент окончания отработки первого участка аппроксимации и, соответственно, второй половины участков коррекции счетчик 10 и триггер 13 приходят в исходное состояние, на вход регистра 5 сдвига поступает единица, и устройство осуществляет отработку второго участка аппроксимации.

Для выполнения условия аппроксимации

Ьу =. In2 на управляющих входах двоичного умножителя 6 устанавливается код числа N =

= In2 = 0,693 с точностью до определения знака после запятой, благодаря чему при переполнении на выход двоичного умножителя 6 поступает число импульсов, равное

Ьу = Ь2 = 693..., а на вход регистра сдвига — единица, что означает окончание отработки очередного участка аппроксимации с шагом dy = In2 и обеспечивает требуемое изменение углового коэффициента вдвое на каждом последующем участке. Можно видеть, что при поступлении на вход счетчика 7 результата очередного числа импульсов

Ьу число импульсов, поступающее на вход счетчика 3 аргумента, увеличивается вдвое.

Сравнение предложенного и известнЬго устройств показывает, что предложенное отличается повышенной (до заданной величины) точностью вычисления, что улучшает эксплуатациombre характеристики и позволяет использовать

его при обработке информационных сигналов

J с точностью до сотых долей процента.

Формула изобретения

Устройство для вычисления логарифмических функйЬй, содержащее генератор импульсов, ключ, счетчик аргумента, счетчик результата, регистр сдвига, первый и второй двоичные умЭ ножители, каждыи из которых состоит из счетчика, дешифратора и элемента ИЛИ, входы ко77167

5 торого соединены с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом ключа, разрешающий вход которого является входом устройства, запрещающий вход соединен с выходом счетчика аргумента, а выход ключа соединен со входом счетчиков первого и второго двоичных умножителей, вход дешифратора первого двоичного умножителя соединен с выходом регистра сдвига, вход которого соединен с выходом старшего разряда сМетчика второго двоичного умножителя, выход элемента ИЛИ первого двоичного умножителя соединен со входом счетчика аргумента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно со-, держит третий двоичный умножитель, состоящий также из счетчика, дешифратора и элемента

ИЛИ, и блок коррекции, включающий счетчик, дешифратор, блок памяти, триггер и сумматор, . причем выход счетчика второго двоичного ум2 6 ножителя соединен со входом счетчика блока коррекции, выход которого через триггер соединен с первым входом сумматора, а выходы разрядов счетчика блока коррекции через дешифратор блока коррекции и блок памяти сосоединены со входом дешифратора третьего двоичного умножителя, выход элемента ИЛИ которого подключен ко второму входу сумматора, третий вход которого соединен с информационным выходом второго двоичного умножителя, а выход сумматора подключен ко входу счетчика результата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Браго Е. Н. Методы и устройства цифро-. вого преобразования информации. М., "Недра *, 1976, с. 58, рис. 25.

2, Мельников А. А. и др. Обработка частотных и временных импульсных сигналов. М., "Энергия", 1976, с. 96, рис. 81 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 6699/61

Тираж 751 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4