Логарифмический преобразователь

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) 80 6 Г 7 556 ЕНИЯ тво СССР977,остроетотыпа "лосдви 83 Ь)щВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им,Ленинскогкомсомола(56) 1. Авторское свидетельсР 572783, кл. С 06 Р 7/38, 12, Воробель Р,А, Методы пния цифровых измерителей часна основе преобразования тигарифм-антилогарифм";-В кн.:Методы и аппараты для измеренияга фаз. Красноярск, 1980, с. 79(прототип),(54)(57) Л 01 АРЙФМЙЧЕСКЙЙ ПРЕОБРАЗОВАТКЛЬ, содержащий число-импульсныйумножитель, вход преобразователя,соединен с первым информационнымвходом, блока вычитания и с входом первого счетчика, инФормационныйвыход которого подключен к управляющему входу число-импульсногоумножителя, выход которого соединенс вторым ийформационным входом блокавычитания, о т л .и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона значений входных кодов, в неговведены делитель частоты, счетчикрезультата, второй счетчик и триггерпрямой выход которого соединен суправлаощим входом блока вычитания, выход которого подключен к информационному входу делителя частоты, выход второго счетчика соединен с управляющим входом делителячастоты, выход которого подключен квходу счетчика результата и информационному входу число-импульсногоумножителя, выход переполнения первого счетчика соединен с входом аторого счетчика и с прямым входомИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может .найти применение при воспроизведении логарифмической функции отвеличины, заданных в виде частоты,интервалов времени либо число импульсов,Известно устройство для воспро изведения логарифмической функции,содержащее счетчик, число-импульсный умножитель, элемент задержки, 10элемент ИЛИ и блок умножения Г 13.Недостатком известного устройства является узкий диапазон входных кодов, для которых вычисляетсязначение натурального логарифма. 15Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее в режиме вычисления логарифмической функциисхему вычитания число-импульсныхпоследовательностей, счетчик и число-импульсный умножитель 1 21,Недостатком известного устройст-ва является узкий диапазон изменения входных кодов, для которыхчисляется значение логарифмическойФункции. Б данном устройстве Функция логарифма воспроизводится длявходных кодов, значения которых лежат в интервале И-2 й,где Мемкость счетчика й счетчика-делителя число-импульсного умножителя.Цель изобретения - расширение диапазона значений входных кодов.Поставленная цель достигаетсятем, что в логарифмический преобра- З 5зователь, содержащий число-импульсный умножитель, вход преобразователя соединен с первым информационным входом блока вычитания и с входом первого счетчика, информационный выход которого подключен к управляющему входу число-импульсногоумножителя, выход которого соединенс вторым информационным входом блока вычитания, в него введены делитель частоты, счетчик результата,второй счетчик и триггер, прямой выход которого соединен с управляющим входом блока вычитания, выходкоторого подключен к информационному входу делителя частоты, выходвторого счетчика соединен с управляющим входом делителя частоты, выход которого подключен к входу счетчика результата и информационномувходу число-импульсного умножителя,выход переполнения первого счетчикасоединен с входсм второго счетчикаи с прямым входом триггера.На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого устройства, 60Устройство содержит блок 1 вычитания, триггер 2, делитель 3 частоты,счетчйк 4 результата, число-импульсный умножитель 5, первый и второй,счетчики б и 7.65 Перед началом работы триггер 2, делитель 3 частоты, счетчикй 4, б и 7 и число-импульсный умножитель 5 находятся в нулевом состоянии,Пускай нд вход устройства поступает поток импульсов, заданный в виде приращений д . Поскольку блок 1 вычитания закрыт по управляющему входу, то импульсы поступают только на вход счетчика 6Если на вход счетчика 6 поступит(1) импульсов; где К - основание системы счисления (для двоичного счетчика . К=2, длядвоично-деСятичного счетчика К=10); Р - число разрядов двоичного счетчика, либо число декад двоично-десятичного счетчика соответственно, то счетчик. б переполнится и импульс переполнения включит триггер 2 в единичное положение. Следовательно, откроется блок 1 вычитания, а на управляющий вход делителя 3 частоты со стороны счетчика 7 поступит единица.Поток импульсов с выхода блока 1 вычитания, заданный в виде приращений ду поступает на вход делителя 3 частоты. Делитель 3 частоты реализует функциюдг = в -г в(2)игде дг - приращения на выходе делителя З.частоты,и - число переполнений счетчика б, либо число импульсов, поступивших с выходапереполнения счетчика 6 навход счетчика 7,Отметим, что конструктивное выполнение делителя 3 частоты можетбыть реализовано на схеме сравнениякодов и счетчике итераций, .Поскольку в данном случае и = 1,то дг=Оу. Импульсы с выхода делителя 3 частоты поступают на вход счетчика 4 результата и на вход числоимпульсного умножителя 5, Приращения д на выходе число-импульсного умножителя 5 формируются в.соответствии с уравнениемд = - дгй9 К(3)или в данном случае для и =16йь (4)Число-импульсный умножитель 5представляет собой цифровой интегратор, реализующий функцию (3) иможет быть выполнен в различныхвариантах, например двоичноммикросхемы типа ЯМ 7497, 585497,К 155 ИЕ 8, 133 ИЕ 8 (СССР), 7497 РС(ВНР)двоично-десятичном - ЗИ 74167(СЮА,74167 РС (ВНР) и т.д,(12) 45 частоты следования выходных импуль-, сов, ее можно уменьшить путем введения дополнительных делителей часто,ты на выходе блока вычитания, В этомслучае погрешность флуктуации уменьь 55 ВНИИПИ Заказ 6011/50 Тираж 706 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул,Проектная,4 Импульсы с выхода число-импульсного умножителя 5 поступают на вход блока 1 вычитания, первый вход которого подключен к входу устройства и входу счетчика б. Блок 1 вычитания реализует алгоритмдудх - д9(5) и констрУктивно может быть выполнено, например, на одном триггере и элементе И.Уравнение (2) с учетом (3) и (5) в общем случае может быть записано в виде дг =Р М (; (7)Учитывая, что для КР х:2 КР, т.е.1 и с 2хМ =Х д = Х-КРхрПодставив (8) в ( 7) получимдг (9) илиМ 4= Кьп КГ (10)К с хь 2 КР ргде 84 - число, зафиксированноев счетчике 4 результата.Таким образом, до второго переполнения устройство воспроизводит Функцию (10),При поступлении на вход устройства числа импульсовМг = 2 КР (11) делитель 3 частоты будет реализо,вать функцию а на вход счетчика 4 результата будет поступать приращениеРд . - ,;, - дь. (ьз)2 КМ 6е ьУчитывая, что в это время в счетчике б будет фиксироваться числоМ =,) бх хКР(14)6 рполучим, что и в этом случае,крдг = дх (15) 5 20 25 30 М = Ки -Р х4 КРе)Аналогично, для любого И числов счетчике б будет равноМ =х- и КР6(17)С учетом ( 6) получимь, что длялюбого и число в счетчике 4 будетравно Таким образом, предлагаемое устройство позволяет воспроизвестифункцию логарифма для х2 КРОтметим, что. если число импульсов представить в видех=Г; с,где Г - частота входных импульсов, С - время преобразования, то становится очевидным, чтопредлагаемое устройство пригоднодля преобразования частотных иливременных сигналов в широком диапазоне изменения аргумента. крометого, в предлагаемом устройствесохраняется такое ценное свойствоизвестного устройства как обработкавходных сигналов в реальном времени. Следовательно, устройство можно использовать в качестве и цифрового генератора логарифмическойфункции времени,Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным определяется широким диапазоном изменения аргумента, заданного в виде числа импульсов, частоты либо интервала времени, Кроме того, предлагаемое устройство для значений х2 кр будет иметь более высокую точность преобразования, чем в диапазоне К сх 2 К.Р, , Р,Это объясняется тем, что в устройстве, как и,в базовом объекте, используются число-импульсные умножители, для которых характерна Флуктуация шается, Отсюда следует, что дополнительное введение делителя частотыпозволяетнаряду с расширением диапазона возможных значений аргумента,уменьшить погрешность преобразования.