Устройство для вычисления логарифмов чисел

Устройство для вычисления логарифмов чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<">741263 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160578 (21) 2486717/18 — 24 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано1506.80. Бюллетень Ì22

Дата опубликования описания 1506.80 (51)М. Кл.2

G F 7/38

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

P.A. Воробель и Б.A. Попов

Физико-механический институт AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМОВ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении цифрочастотных устройств для логарифмирования.

Известно устройство для логарифмирования, содержащее два счетчика и двоичный делитель частоты и блок управления (1), Недостатком этого устройства является большой объем аппаратуры и низкая точность логарифмирования, Наиболее близким по схемному решению и принципам функционирования является устройство для вычисления логарифмов чисел, содержащее пЕрвый и второй счетчики, блок управления и группу элементов И, первые и вторые входы которых соответственно соединены с группами выходов первого и втЬрого счетчиков, а вцходы элементов И соединены со счетным входом второго счетчика, первый и второй выходы блока управления соответственно соединены с установочными входами первого и второго счетчиков, выход переполнения первого счетчика сбединен со входом блока управления.

Кроме того оно содержит делитель частоты и третий счетчик (2).

Недостатком данного устройства является относительно большая сложность и наличие методической погрешности делителя частоты, связанной с

5 передачей обратного кода в первый счетчик вместо дополнительного.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение точности логарифмирования.

10 Это достигается тем, что устройство содержит блок сложения-вычитания, первый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, второй вход соединен с выходами груп15 пы элементов Иа а выход блока сложения-вычитания соединен со счетным входом первого счетчика. Кроме того, в устройстве блок сложения-вычитания содержит узел вычитания, элемент И

29 и узел сложения, выход которого соединен с входом уменьшаемого узла вычитания и является выходом блока сложения-вычитания, вход узла сложения соединен с выходом элемента И, 25 первый вход которого является первым входом блока сложения-вычитания, второй вход соединен с выходом узла вычитания, вход вычитаемого которого является вторым входом блока сложения-вычитания.

741263 или

Ьк

N5+ J F Ck, ъ или

F T

z. и„, где Р

Мх а = — 1 к

55 то получим

М "-М; 6ь — +В)

Иу, Если

Ь-М ЕМ

N =Nùßì Мч откуда

"к о

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 структурная схема блока сложениявычитания.

Устройство для вычисления логарифмон чисел содержит первый и второй счетчики 1-2, группу элементов 3 И, блок 4 сложения-вычитания и блок 5 управления. Входы элементов 3 И группы соединены с выходами первого и второго счетчиков, первый и второй ныходы блОка 5 управления соединены с установочными входами счетчиков

1 и 2 соотнетственно. Третий выход блока 5 управления соединен с первым входом блока 4 сложения-вычитания, второй вход которого соединен с вы- 15 ходом группы элементов И и счетным входом второго счетчика. Выход переполнения счетчика 1 соединен. с входом блока 5 управления, а счетный вход первого счетчика с выходом блока Щ сложения-вычитания. Блок 4 сложения-вычитания содержит узел 6 сложения, узел 7 вычитания и элемент 8 И.

Устройство для вычисления логарифмов чисел работает следующим образом.

В исходном состоянии в счетчике 1 находится дополнительный код числа A счетчик 2 находится в нулевом состоянии и элемент 8 И в блоке 4 . заперт, На вход устройства поступают импульсы частоты F . Так как элемент 8 И н блоке 4 заперт, то, в соответствии с фиг.2, на вход счетчика 1 поступают только импульсы частоты Р . После поступления A импуль.сов, за время 4, -- A,JF счетчик 1

35 переполнится и сигнал переполнения с его вьхода поступает на вход блока 5 управления, который открывает элемент 8 H и одновременно заносит код числа A в счетчик 2, а также код 40 .числа В в счетчик 1. Счетчик 1 с группой элементов 3 И представляет со бой двоичный умножитель частоты, управляемый кодом счетчика 2. Поэтому частота F HB его выходе определя 45 ется выраженйем частота на выходе блока 4; 50

2 — число, соответствующее коду счетчика 2;

N = 2 — коэффициент пересчет

N та 2 (n — количество двоичных разрядов счетчика 2).

Поскольку на первый вход блока 4 поступает частота Рр, а на второй— частота F1, то в соответствии с фиг.2 частота F< на ее выходе при открытом элементе 8 И определяется выражением

"ь "о+ "

Подставив в выражение для F получим

I z

z кт - — > о и,„

7.2.=- Fo l

7.

Частота F с выхода группы элементов

3 И элементов поступает на вход счетчика 2.Так как счетчик 2 является суммирующим и предварительно в него занесен код числа А,то число,соответствующее коду этого счетчика Z,îïðåделяется выражением гкдч р а4;

1 где t — текущее время.

Следовательно

Е Рф++JE at а 1 О откуда после раскрытия интеграла получим

Счетчик 1 является также суммирующим.

Поэтому число N, соответствующее коду этого счетчика, определяется выражением где t — время, в течение которого на вход устройства поступает частота F

 — код числа, предварительно занесенного в счетчик 1.

Подставив выражение для частоты

F получим с м

NS+JВ at о а,tx м ъ+J м

1 откуда, после Раскрытия интеграла, получим

> "Ü+È Kn —.

hl

Поскольку за время t на вход устройства Поступцт N> импульсов частоты F, т,е.

Таким образом, в счетчике 1 образуется число, пропорциональное натуральному логарифму от числа входных

741263

Формула изобретения

Составитель М. Аршавский

Редактор О. Колесникова Техред О.Андрейко Корректор И. Мускг

Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ ГосударСтвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3326/7

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4 импульсов, а в счетчике 2 — число, равное количеству входных импульсов, Включение в устройство схемы сложения-вычитания, блока управления и изменение связей позволили существенно упростить его (количество счетчиков уменьшилось с трех до двух) и повысить его точность (устранена методическая погрешность вычисления и в N раз уменьшена погрешность от округления) °

1. Устройство для вычисления логарифмов чисел, содержащее первый и второй счетчики, блок управления и группу элементов И, первые и вторые входы которых соответственно соединены с группами выходов первого и второго счетчиков, а выходы элементов И соединены со счетным входом второго счетчика, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с установочными входами первого и второго счетчиков, выход переполнения первого счетчика соединен со входом блока управлеяия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения точности логарифмирования, оно содержит блок сложения-вычитания, первый вход которого соединен с третьим выходом блока управления,второй вход соединен с выходами элементов И группы, а выход блока сложениявычитания соединен со счетным входом первого счетчика.

Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блок сложения-вычитания содержит узел вычитания, элемент И и узел сложения, выход которого соединен с входом уменьшаемого узла вычитания и является выходом блока сложения-вычитания, вход узла сложения соединен с выходом элемента И, первый вход которого является первым входом блока сложения-вычитанИя, второй вход соединен с выходом узла вычитания, вход вычитаемого которого является

20 вторым входом блока сложения-вычитания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР, 9 489113, кл. G 06 F 7/38, 1973.

2 ° Мельников A.A. и др, Обработка частотных и временных импульсных сигналов. М., Энергия, 1976, с. 101 †1, рис. 87-88 (прототип).