Способ определения логарифма

 

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВЯЮСКОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (о949663 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20 ° 01.81 (21) 3243015/18-24 с присоединением заявки №

И1) М. Кп.

G 06 G 7/24 . Государственный комитет

СССР

IT0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет (Щ УДК681. 335 (088. 8) Опубликовано 070882 Бюллетень ¹29

Дата опубликования описания 07.08.82

Б. Б. ДудЫкевич и 3. Р. Мычуда а ... » . 5" т °

1 ! ».

; c „ь . " . я !

Ъ

С .

Львовский ордена Ленина политехнический"-и йту1 им. Ленинского комсомола (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГАРИФМА где t

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах информационно-измерительной и вычислительной техники.

Известен способ определения логарифма, основанный на использовании естественных электрических характеристик элементов, например на использовании логарифмической зависимости выходного напряжения диода, включенного в цепь обратной связи операционного усилителя,.от напряжения на его входе (13.

Однако указанный способ имеет недостаточную точность вследствие существенного влияния дестабилизирующих факторов. на характеристики элементов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения логарифма, заключающийся в периодическом накоплении заряда до получения соответствующего ему уровня напряжения, равного заданному уровню эталонного напряже,ния, и в последующем уменьшении этого заряда (2J.

Известный способ характеризуется недостаточной точностью, обуславленной нестабильностью параметров эле:. ментов разрядной цепи, поскольку

1 логарифм определяют по длительности времени преобразования

RC 1п Пв", (1) о — время преобразования, т.е. время разряда конденсатора разрядной цепи;

10 R и С вЂ” сопротивление и емкость разрядной цепи;

Uвк — входное напряжение;

U о — заданное напряжение. Как следует иэ формулы (1), относи15 тельная погрешность времени преобра- зования Ф равна сумме относительньпс погрешностей сопротивления d ð и емкости а с разрядной цепи. Кроме того, при измерении времени преобра20 эования t неизбежно возникает схаибка от несовпадения начала и конЪа ин терзала времени t с импульсами генератора образцовой частоты, т.е. ошибка от несинхронности, д нс . Следо25 вательно, методическая погрешность способа равна сумме относительных погрешностей сопротивления и емкости разрядной цепи и ошибки от несйЪкронности

ЗО „= Р+о",+ Но

949663 и имеет относительно большую величину.

Цель изобретения - повышение точ- . ности определения логарифма.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения логарифма, заключающемся в периодическом накоплении заряда до получения соот ветствующего ему уровня напряжения, равного заданному уровню эталонного напряжения, и в последующем уменьшении этого заряда, уменьшение заряда!

О производят периодически повторяющимися дозированными количествами элект,ричества, заряд уменьшают до момента равенства соответствующего ему уровня 5 напряжения входному сигналу и подсчитывают число дозировок, Период повторения дозированных количеств электричества выбирают большим, чем время накопления заряда, а число дозировок подсчитывают от момента начала накопления заряда до

20 момента равенства соответствующего ему импульсов коммутации ключа 3, причем с точки зрения быстродействия выбирают период повторения этих. импульсов большим времени, необходимого для заряда конденсатора 1 (т.е. период повторения дозировок выбирается большим, чем время накопления заряда).

В паузах между импульсами заданной частоты,.когда ключ 3 разомкнут, замыкают ключ 5 и разряжают дозирующий конденсатор 4. Компаратором 6 сравнивают уровни напряжения на конденсаторе 1 и напряжения, пропорционального 6Р входному сигналу. Когда эти уровни сравняются, опять производят. заряд конденсатора 1 до заданного уровня напряжения U и далее повторяют вышеописанный процесс

65 уровня напряжения входному сигналу.

На чертеже изображена примеРная функциональная схема устройства, иллюстрирующая предлагаемый способ.

Определяют логарифм с помощью . функциональной схемы, состоящей иэ конденсатора 1, ключей 2 и 3, дозирующего конденсатора 4, ключа 5 и ком- ЗР паратора 6.

Заряжают конденсатор 1 до заданного уровня напряжения Uo (это соответствует накоплению заряда до полу-. чения соответствующего ему уровня 35 напряжения, равного эталонному напряжению), замыкая на достаточное для заряда время ключ 2. Затем разряжают конденсатор 1 дозированными количест,вами электричества, т.е. уменьшают 4р накопленный заряд периодически понторяющимися дозированными количествами электричества.

Дозированные количества электричества образуются путем периодическо-45

ro подключения к конденсатору 1 посредством ключа 3 дозирующего конденсатора 4. Задают частоту повторения

Логарифм определяют по количеству ц импульсов заданной частоты (коммутации ключа 3), подсчитанному за время, равное периоду повторения процесса заряда-разряда конденсатора 1 (упомянутое время определяется компаратором 6) п - —— — log —, (2)

1 U&x где

Сq

С1+ СФ

C - емкость конденсатора 1, C4 - емкость дозирующего конденсатора 4.

Существование логарифмической зависимости между количеством импульcos n и входным сигналом ПВ„можно объяснить следующим образом. При каждом замыкании ключа 3, т.е, при поступлении импульсов заданной частоты дозирующий конденсатор 4 отбирает часть заряда конденсатора 1. B peayaazaze напряжение на конденсаторе

1 убывает дискретными уровнями, ступеньками.

U41 f Uo u

ДПл ф (ф t) "о где U „è д U л„- напряжение на конденсаторе 1 и его приращение после воздействия i-ro импульса заданной частоты, Методическая погрешность предлагаемого способа может быть определена так. Из формулы (2) следует, что относительная погрешность опреде.ления количества импульсов и равна относительной погрешности логарифма

loge

Абсолютная погрешность логарифма, как известно, равна относительной погрешности чйсла, находящегося под знаком логарифма, д6= ф . учитывая, что емкость дозирующего конденсатора 4 намного меньше емкости конденсатора 1

С4 <«С.„ получаем е= """ = " с„ с„ и, следовательно

« =-+9 " "«О

0%FB предлагаемом способе определения логарифма срабатывания компаратора 6 происходят синхронно с заданной частотой, и поэтому при подсчете количества импульсов п за время, определяемое компаратором 6, погреш949663

Формула изобретения

Составитель Т.Сапунова

Техред С. Мигунова Корректор И.Муска

Редактор В.Петраш

Заказ 5756/40 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ность от несйнхронности не возникает

ChHC =О.

Таким образом, методическая по-грешность предлагаемого способа в "М= +n + Нс "- и намного меньше методической погрешности известного способа. 10

Использование предлагаемого способа определения логарифма обеспечивает по сравнению с известными большую точность, уменьшение влияния дестабилизирукацих факторов на точность, в результате, больший диапазон рабочих температур, увеличение надежности работы, исключение индивидуальной настройки устройств, реализующих спо.Соб» что Особенно важно в условиях 20 их серийного производства, поскольку уменьшаются затраты времени и издержки производства.

1. Способ определения логарифма, заключающийся в периодическом на1 коплении заряда до получения соответствующего ему уровня напряжения, равного заданному уровню эталонного напряжения, и в последующем умЕньшении этого заряда, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности, уменьшение заряда производят периодически повторяющимися доэированными количествами электричества, заряд уменьшают до момента равенства соответствующего ему уровня напряжения входному сигналу и подсчитывают число дозировок.

2. Способ но п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что период повторения дозированных количеств электричества выбирают большим, чем время накопления заряда, а число дозировок подсчитывают от момента начала накопления заряда до момента равенства соответствующего ему уровня напряжения .входному сигналу.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по нелинейным схемам. Под ред. Д.Шейнголда, M., "Мир", 1977, с. 181-182 °

2 . Авторское свидетельство СССР

9669484, кл. Н 03 К 13/02, 1979 (прототип).