Логарифмическое вычислительное устройство

Логарифмическое вычислительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i! 65ÎÎ82

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.02.77 (21) 2448741/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень ¹ 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М. Кл.-

6 060 7/24

Государственный комитет (53) УДК 681.335 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Самокиш, А. С. Гусев и А. В. Шмойлов (71) Заявитель

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО у = anti loga и, 1од,х,.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для вычисления соотношений вида где х; — входные сигналы;

n; — показатели степени (из 0) с помощью логарифмического преобразования

Известно логарифмическое вычислительное устройство, содержащее нуль-органы, элементы И и ИЛИ, источники опорных напряжений, ключи, элементы задержки, интегратор, функциональный частотный преобразователь, блок управления, реверсивный счетчик и генератор импульсов (1).

Недостатками устройства являются пониженное быстродействие и ограниченныйдинамический диапазон обрабатываемых сиг- 25 палов.

Известно также логарифмическое вычислительное устройство, содержащее входной переключатель, пороговый блок, блок управления, управляемые делители напряжения, переключатель масштабов, логарифмический преобразователь, источник опорного сигнала, интегрозапоминающий блок, блок сравнения, ключ и интегратор (2).

Недостатком этого устройства является пониженное быстродействие.

Прототипом изобретения является логарифмическое вычислительное устройство, содержащее логарифмические преобразователи, входы которых соединены со входами устройства, а сигнальные выходы подключены ко входам блока линейных преобразований, подключенного выходом к сигнальному входу антилогарифмического преобразователя (3).

Динамический диапазон и точность прототипа определяются параметрами используемых в нем логарифмических и антилогарифмических преобразователей. Использование в прототипе логарифмических и антилогарифмических преобразователей с искусственно расширенным диапазономвходных сигналов позволяет при сохранении точности расширить динамический диапазон всего вычислительного устройства, однако при этом сильно возрастает его сложность, а также появляются ограничения по величине динамического диапазона промежуточных сигналов (при n; ) 1) .

Целью изобретения является упрощение устройства при расширении динамического диапазона входных и выходных сигналов.

650082

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен блок формирования выходного ма штабного коэффициента, подключенный входами к выходам нормирования антилогарифмического и логарифмических преобразователей и соединенный выходом со входом управления масштабом антилогарифмического преобразователя.

На чертеже изображена блок-схема логарифмического вычислительного устройства (для обработки двух входных сигналов).

Устройство содержит логарифмические преобразователи 1, блок 2 линейных преобразований, антилогарифмический преобразователь 3 и блок 4 формирования выходного масштабного коэффициента, Каждый из логарифмических преобразователей 1 содержит нормирующпй элемент

5, точньш логарифмический элемент 6, источник 7 опорного напряжения, управляемый делитель 8, сумматор 9 и пороговую схему 10.

Лнтилогарифмический преобразователь

3 содержит пороговую схему 11, источник

12 опорного напряжения, масштабный элемент 13, управляемый сумматор 14 и точный антилогарифмический элемент 15.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал хь поступающий на вход

z -го логарифмического преобразователя 1, приводится к динамическому диапазону работы точного логарифмического элемента 6 путем нормирования в нормирующем элементе 5:

xz—

nZ = а1+ Р1 где ni — целая часть;

P, — остаток, то коэффициенты передачи по входам сумматора 9 задаются àêèì образом, чтобы где х; — нормированная величина х;, а— основание логарифма, С вЂ” динамический диапазон логарифмического элемента

6(С= — А), В и А — соответственно верхний и нижний пределы выходного сигнала элемента 6, при которых элемент 6 имеет заданную точность, N; — номер интервала, куда попал входной сигнал х;, начиная от основного (а-4, аВ), в котором N,. 0, причем Ni может принимать значения О,+1, 1-2, ..., и величина его определяется пороговой схемой 10.

Сигнал х; с выхода элемента 5 логарифмируется в элементе 6 и суммируется в сумматоре 9 с выходным сигналом CN; управляемого делителя 8. Поскольку показатель степени и; в общем случае может быть дробной величиной: выходной сигнал 1-го логарифмического ,преобразователя 1 был равен

Zi — nz 1ОЯдх1 + PcCNz

Выходные сигналы Z; всех логарифмических преобразователей 1 суммируются в блоке 2 линейных преобразований.

Полученная сумма

10 ти (tzz1оЯаХ1 + 11СМ1)

i=1 потенциируется точным антилогарифмическим элементом 15 и масштабируется масштабным элементом 13 путем умножения выходного сигнала элемента 15 на коэффициент

С К+ )У1-, а

В показателе степени сомножитель

УП

К+Х Nz2z

1=1

45 всегда является целой величиной, которая вырабатывается в блоке формирования вы50 ходного масштабного коэффициента 4.

Блок 4 вырабатывает дискретный выходной т сигнал Р по выражению Р=К+ Np, t=1 по значениям сигналов N; и Кс выходов пороговых схем 10 и 11, которые являются выходами нормирования преобразователей

1 и 3.

Выходной сигнал блока 4 поступает на вход управления масштабом блока 3 и управляет коэффициентом передачи масштабного элемента 13 этого блока.

Таким образом, сигнал на выходе масштабного элемента 13, являющегося сигнальным выходом устройства, будет равен: поступает на сигнальный вход антилогарифмического преобразователя 3. Динамиче15:ский диапазон преобразователя 3 равен

С= — А. Поскольку выходной сигнал блока линейных преобразований может выйти за пределы этого диапазона, то в преобразователе 3 предусмотрено нормирование

20 входного сигнала путем суммирования его в управляемом сумматоре 14 с сигналами — КС, где К вЂ” номер интервала, куда попал входной сигнал преобразователя 3, начиная от основного интервала (А, В), в

25 котором К=О, причем К может принимать значения О, + 1, +2, ..., и его величина определяется пороговой схемой 11. Опорный сигнал С формируется источником 12.

Сигнал с выхода управляемого суммато30 ра 14, равный т ; (nz log,х1+ СЛ 1Э1) — КС, 1=1

650082

Формула изобретения

==- anti log, g n, log„x, = Д х", Составитель С. Казинов

Редактор А. Купрякова Техред А. Камышникова Корректоры: и. Позняковская и 3. Тарасова

Заказ 324713 Изд. № 171 Тираж 779 Г1одпнснос

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Пl

С КЬ М1а1 у= — а

1П

)(аnti log, » (ni 1О1,х, + СЖф,) — КС =

1= 1

Эффективность данного устройства может быть оценена на основе сравнения,максимально возможной величины выходного сигнала его логарифмических преобразователей, равной (а; + 1) В + CN;, и максимально возможной, величины выходного сигнала логарифмических преобразователей прототипа, равной (B+CNI) (а;+1).

Предложенное устройство может раоотать с блоком линейных преобразователей, динамический диапазон которого Iio i-каналу на СУ;а; меньше, чем у прототипа; кроме того, количество пороговых элементов в

его антилогарифмическом преобразователе

m будет меньше на, N,а;, чем в антило1=1 гарифмическом преобразователе прототипа.

Следует также отметить, что в довольно часто встречающемся случае, когда показатель степени п1 появляется целым, предлагаемое вычислительное устройство позволяет значительно упростить выполнение логарифмических преобразователей. В этом случае ф;=О, и отпадает необходимость в

>IcTo IHHice 7 опорного напр11жени11, у «равляемом делителе 8 и сумматоре 9. Соответственно уменьшается колнчсство пороговых элементов в антилогарпфмическом пре5 образователе.

Логарифмическое вычислительное уст10 ронствО, содержащсе ЛОГарифк1нчсски прсобразователи, входы которых соединены со входамн устройства, а сигнальные выходы подключены к входам блока линейных преобразований, подключенного выходом к

15 сигнальному входу антилогарифмнчсского преобразователя, о т л ii ч а ю щ - с с я тем, что, с целью упрощения устройства прп расширении динамического диапазона входных и выходных сигналов, в него дополни20 тельно введен блок формирован ия LI I: oëНОГО масштаонОГО коэфф1!цнепта, под1 ;люченный входами и вы: одам нормирования антилогарифмического и логарифмичческих преобразователей и соединенный выходом

25 со входом управления масштабо;i антнлогарифмического преобразователя.

Источники ппформацпп, принятые во внимание прн экспер»зе

1. Авторское свидетельство СССР

30 ¹ 449445, кл. G 06G 7/16 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 467336, кл. G 06G 7/24, 1972.

3. Смолов В. Б. Лналоговые вычислительные машины. М, Высшая школа»1 1972, с. 317.