Цифровой логарифматор

Цифровой логарифматор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Секеа Советских

Социалистических

Республик (21) 603996

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300175 (2т) 2101037/18-24 (5Ц м. к.

G 06 Р 15/20 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 250478,Бюллетень №,15

Геереретееееые ееяетет

Вееете Меееетрев ВВОДА ее аеееа «еееретееее е етермтее (53) УДК

681.3(088,8) (45) Дата опубликования описания 2004,78

Б.Г. КадУк, С.И, Рудковский, В,Ф. Примиский и A.È. Дориченко (72),Авторы изобретения

P3) Заявитель всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (54) ЦИФРОВОЙ ЛОГАРИФМАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных устройствах повышенного быстродействия.

Известно устройство, содержащее логарифмический усилитель, схему сравнения, цифро-аналоговый преобразователь, реверсивный счетчик и блок управления (1) .

Недостатком этого устройства являет-10 ся большая погрешность вычисления и недостаточное быстродействие. логарифматоре реализован принцип вычисления логарифмов двоичных чисел

Й по основанию 2, заключающийся в том, что характеристика (о H определяется по значению показателя степени гп старшего значащего разряда двоичного числа

К, а мантисса определяется иэ массива априорной информации, содержащем

2к (К 0,1 2,...) значений мантисс С N (где 4= 2 — 2 ), посредством сдвига кода числа И на (- rn + К ) разрядов вправо или влево при соответственно (п + к ) )О или (-m++) < О, чтобы продешифрировать код 2 2 .., 2 числа

Н, после чего каждому из (2 -1), (2"-2),, ".,1", "0ïðåäåøèôðèðîâàííûõ значений к будет соответствовать одно иэ 2 априорных значений мантисс. Блок априорной информации выполняет роль хранения иэНаиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является цифровой логарифматор, содержащий сдвигающий и запоминающий регистры, входы которых соединены со входами устройства, а выходы — соответственно .со входами дешифратора и блока вычис- QQ пения характеристики, выходы которого соединены с управляющими входами сдвигающего регистра, и регистр мантиссы

14.

Однако известный логарифматор имеет малый диапазон и низкую точность вычисления, ограниченные использованием аналоговых коммутаторов и реакторных матриц. зо

Цель изобретения заключается в рас. ширении диапазона и в повышении точноо. ти вычисляемых логарифмов чисел.

Для этого в предлагаемый логарифма- . тор введен блок априорной информации, входы которого соединены с выходами дешифратора, а выходы †. со входами регистра мантиссы, выходы блока вычисления характеристики соединены со входами регистра характеристики.

603996 вестных 2 значений MB.Hòècc логарифмов к чисел )(в диапазоне N - -2 - -2 ",с помощью которого устройство позволяет вычислять также логарифмы всех чисел

)(<2"и логарифмы всех чисел Й «.2 ) Пог-„и + И решность вычисления Cog М при N = -2 оп ределлетс я погрешностью задания в еличин мантисс в блОке априОрнОЙ Информации, а абсолютная погрешность вы гис-ления боД N при и > 2 + в самом небл=-.-к+4 гоприят ном случае (N"-" 2 О«? " + щ -, IrÄ- У + gYtl «).y (2п 3-к „ Я@) быть не более значения зеличин мантиссы В с (Я "+ ) ).

На чертеже дана структурная схема описываемого логарифматора, где 1 ! II вход устройc òâà, 2 — запоминающий регистр, 3 " сдвигающий регистр, 4 блок вычисления характеристики, 5 регистр характеристики, б — регистр мантиссы, 7 — дешифратор, 8 — блок априорной информации.

Вход 1 устройства соединен с информационными входами запоминающего 2 и сдвигающего 3 регистров. Выходы регистра 2 соединены с блоком 4 вычисления. характеристики, представляющегс собой

П"4 элементов И (где „ — количество двоичных разрядов регистра 2,, соединенных входами с выходамч регистра

2 так, что выделяют старший значащий 30 разряд Пэ кода числа N Выходы блока 4 соединены с информационными входами регистра 5 (характеристики и с управляющими входами регистра 3, в котором осуществляется сдвиг кода числа N 35 на(-т+К) вправо (умножение) или влево (деление) при соответственно (- m+ к)> О или (- пФ к ) < О Выходы регистра 3 нены с вхОдами дешифратОра 7, чтО в его информационные входы 2 ":,2 ....2 40 всегда запишутся коды разрядов 2

-" 2 числа (соответственно. Выходы 0> 1 " "1 :- ° ° ° ° ° .* (2 ". -)) дишифратора 7 соединены через "..õ".åìû ИЛИ блока 8 априорной информации -с соотвествующими входами регистра б мантиссы. Количество элементОв ИЛИ (выходов блока 8) равно 10 p где > — количество десятичньх разрядов, изображающих значение мантиссы.

При нцип )эабОт = . цифровогО лот сйэифмаэ0 тО)эа ПОЯС н яетс я ка примерах при слецую щих технических характеристиках устройства: количество двоичных разрядов входного запоминающего устройства (II. <) =. 21;

55 количество входов дешифратор= К-5, т e е кОличество Bппиорных значении ман" тисс логарифмов чисел, вычисленных от

И "- 2- Ас " = 2, pÐBHo 2 = 32; мантиcc-ы

М х 6 вычислены с точностью до "ðåòüåãî де- 50 сятичного знака, О 4

Пример 1, Для М„-"г 2 - "0 " 2 + 1 2 =1 3, где показатель старшего значения разряда ьс=3; pQgz 13:3, так как бя а) с выхода 3 блока 4 появится си-:í àë на вкл:с IeIIHe тригI" åpà в регистре 5 харак еристики, соответствующего числу 3 10"; б) этому сигналу соответствует сдвиг кода числа N„ но(- m +к)=2 разряда вправо и в дешифратор 7 введется код о числа 0 2 + 0 2"+ 1.2 + 1.2 + 1 2,которому соответствует выходная шина 20, соединенная через элементы

ИЛИ блока 8 априорной информации с единичными выходами трех триггеров регистра б мантиссы соответствующих

-.-,HcëàM 7.10, 0 10, 1 10, Оконча-.. åëüHûé ответ (од f4 = 3,701.

П рим ер 2. Дляйз=

-"1.2 + 1 ° 2" + 1 2 + 1 2 + 1 2+1 2= 63, где пэ = 5, аналогично Все" бз*< в этом случае сдвига не произойдет, :.ê(-nI+ x;=0H мантисса отыскивается управля.сщим сигналом с шины 31 дешифратора, как описано выше. Окончательный стает бау з б З = 5 О 3

П ример 3. Дляйз (2 + 2" + ...,. + 2«)+ 0 (2" + 2""+

О "7 - - " II+ 2" ) + 1 2" 1.081.343. (самый неблагоприятный случай).

Год 1,081343 = 20,000, т.к. при сдвиге влево на (-m + к) разрядов в . дешифратор занесутся коды разрядов .

2, 2, 2", 2 1", 2 числа )), р- -вйые нулю. В этом случае истинное значение мантиссы лежит B интервале от

0,000 — 0,045, т.е. абсолютная погрешность вычислений может приближаться к величине 0„045 при увеличении чисел

От 65,цо бесконечности. Отсюда следует, что абсолютная максимальная погрешность вычислений любых чисел не. зависит От точности и стабильности элементов и узлов, входящих в устройство, в Io же время относительная погрешность при N- сэ стремится к нулю.

Реализация цифрового логарифматора предполагает использование минимальной номенклатуры логических элементов дискретной техники (И, ИЛИ, HE), что позволяет неограничено расширить диапазон вычисления (приводит лишь к незначительному увеличени с обьема запоминающего, сдвигающего регистров и блока вычисления характеристики)..

Вкономический эффект от внедрения изобретения определяется резким улучшением метрологических характеристик при незначительных. аппаратурных затрат ах. формула изобретения

Йифровой логарифматор, содержащий сдяи1 аюший и запоминающий регистры, входы которых соедкнены со входами y còpîHcòIIH, а выходы — соответственно со входами Де ифратора и блока вычис603996

Составитель Л, Захматова

Техред g. мужик Корректор П Макаревич

Редактор Э. Пятигорский

Заказ 2097/41 Тираж 826 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,.г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ления характеристики, выходы которого соединены с управляющими входами сдвигавшего регистра, и регистр мантиссы, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности, в него введен блок априорной информации, входы которого соединены с выходами дешифратора, а выходы — ., со входами регистра мантиссы, выходы блока вычисления характеристики соеди- р нены со входами регистра характеристики.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 474025, кл, G 06 3 1/00, 1972, 2. Заявка М 1852068/24 от 25.02,74, кл. G06 У 1/ОО, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.