Цифровой логарифматор

О ПИЗОБРЕТЕНИЯ Ссай Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 25,04,78,Бюллетень ,15 Геераеретееееыи ееяететВееете Меееетрев Веерее мееа ееееретеееее етермтее(45) Дата опубликования описания 2004,78 Б,Г. Кадук, С.И, Рудковский, В,Ф. Примиский и А.И. Дориченко(54) ЦИФРОВОЙ ЛОГАРИФМАТОР Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использованов цифровых вычислительных устройствахповышенного быстродействия,Известно устройство, содержащее ло"гарифмический усилитель, схему сравнения, цифро-аналоговый преобразователь,реверсивный счетчик и блок управленияЦ.Недостатком этого устройства являет ся большая погрешность вычисления инедостаточное быстродействие. В логарифматоре реализован принцип вычисления логарифмов двоичных чисел Й по основанию 2, заключающийся в том, что характеристика 1 о т определяется по значению показателя степени гп стар" шего значащего разряда двоичного числа т( , а мантисса определяется иэ массива априорной информации, содержащем 2 к (кф 0,1 2,) значений мантисс С(, М (где 8= 2- 2 ), посредством сдвига кода числа И на ( - п 1+ К ) разрядов вправо или влево при соответственно ( о+ к) )О или (-п 1+.к) О, чтобы продешифрировать код 2 щ 2, 2 числа Н,после чего каждому из 2 -1), (2"-2), ,",1","Опредешифрированных значенийк 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 пения характеристики, выходы которого соединены с управляющими входами сдвигающего регистра, и регистр мантиссы121 . 25Однако известный логарифматор имеет малый диапазон и низкую точность вычисления, ограниченные использованием аналоговых коммутаторов и резиторных матриц. зо Цель изобретения заключается в рас ширении диапазона и в повышении точнос ти вычисляемых логарифмов чисел.Для этого в предлагаемый логарифма- . тор введен блок априорной информации, входы которого соединены с выходами дешифратора, а выходы в . со входами регистра мантиссы, выходы блока вычисления характеристики соединены со входами регистра характеристики.вестных 2 значений мантисс логарифмовкчисел М в диапазоне Н - 2- 2 " ф,с помощью которого устройство позволяетвычислять также логариФмы Всех чиселИ 2" и логариФмы всех чисел Й25)ф 5 ПОГ-б+5 8решность вычисления бои М при й 2определвется погрешностью задания величин мантисс В блоесе априорнОй информации, а абсолютная погрешность вычис -ления бои Х при й 2+ В самом неблаК 51гоприятном случае )("-( 25" - О(52 "555 . 5-+ Яф 5 + 52 щ )Ф 2 о "а)5быть не более значения зеличин мантиссы Вод (Я "+1).На че 1 этеже дана. ст 1 эуктурна.я схемаописываемого логариФматора, где 15 двход устройства, 2 - загсоминающий регистр, 3 " сдвигающий регистр, 4блок вычисления характеристики 5регистр характеристики, б - Регистрмантиссы, 7 - дешиФратор, 8 - блокаприорной инФОрмации,Вход 1 устройства соединен с ННФОРмационными входами запоминающего 2 исдвигающего 3 регистров. Выходы регистра 2 соединены с блоком 4 вычисления.характеристики, представляющеГС СОбойи"4 элементов и (где 1 - количестВо двоичных разрядов регистра 2), соединенных входами с ныходамч регистра2 так, что выделяют старший значащий 30разряд Е кода числа И Выходы блока 4соединены с инФормационными входамирегистра 5 (характеристики и с управляющими входами регистра 3, н которомосуществляется сдвиг кода числа М 35на - и+ К) в право (умножение) или влево(деление) при соответственно (-55+к)Оили 5,-и+к)О Выоды Ргитр 3иены с Входами дешифратора 7, чтО Вего инФОРмационные входы 2 ":,2-2всегда запишутся коды разрядов 2 .2 числа М соответственно. Выходы 5055 1 :.(2 " вдишиФратора 7 соединены через схемы ИЛИблока 8 априорной ННФормации с соот- гвествующими входами Регистра б мантиссы, Количество элементов ИЛИ (Выходов блока 8) равно 10 р,где- количество десятичных разрядов, изображающих значенче мантиссы,принцип Работы циФРОВОГО логсйэифма -".Отора пОясняется на примесэах при следующих технических характеристиках устройства: количество двоичных разрядоввходного запоминающего устройства(и+):, 21;55количество нходон дешиФратора К,т.е.количество априорньсх значений мантисс логариФмон чисел, вычисленных отИ ф 2 Ао " = 2, равно 2 = 32; мантиссыМ м - бвычислены с точностью до третьего десятичного знака,5 4,П р н м е р 1, для Я -Гэ "0,252 5"1 2=13,сде пока затель таршего значенсяразряда 55 э:3," 1 од 133, так как д а) с выхода3блока 4 появится сигнал на нклю 1 ение тригГера в регистре 5 характеристики, соответствующего числу 3 10";б) этому сигналу соответствует срсннг кода числа й но(-5 +к)2 разряда Вправо и В дешИФратор 7 введется кодочисла О 2 + 0 2"+ 1 21 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 .-ислам 7 10 , 0 10 , 1 10 , Окончательный ответ бои И - 3,70 1П р и м е р 2. Для )а= 1 2+ 1 2" + 1 2 + 1 2 + 1 2+1 2: 63,где и = 5, аналогично Год"бзфб; н этом случае сдвига не произойдет, т.к,(-575+ к 1-.0 и мантисса отыскивается управляющим сигналом с шины 31 дешиФратора, как описано выше. Окончательный стветба 5 э 2 63 = 5,023Пример 3, Д 51 я йз(самый неблагоприятный случай) Год 2 1,081343: 20,000, т.к, при сдвиге влево на (-и + к) разрядов в, дешиФратор занесутся коды разрядов .2 2 2" 21", 2 числа 55 равйые нулю. В этом случае истинное значение мантиссы лежит н интервале от 0,000 - 0,045, т.е. абсолютная погрешность вычислений может приближаться к величине 0045 при увеличении чисел СЧЗ 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, н то же время относительная погрешность при Йэ стремится к нулю.Реализация циФрового логарифматоРа предполагает испольэона.ние минимальной номенклатуры логических элементов дискретной техники (И, ИЛИ, НЕ), что позволяет неограничено расширить диапазон вычисления (приводит лишь к незначительному увеличению обьема запоминающего, сдвигающего регистров и блока вычисления характеристики)Экономический эФФект от внедрения изобретения определяется резким улучшением метрологических характеристик при незначительных аппаратурных эатрасах.Формула изобретенияЦНФРОной логариФматор, содержащий сдннс аюший и запоминающий регистры, входы которых соединены со входами уст 1 эоистна, а выходы - соответственно со нходамн де НФратора и блоха вычисдактор Э, Пятиго акареви аж 826 омитета Сове етений и от 5, Раушская ПодписноеМинистров СССытийаб., д, 4/5 о к зоб Ж и ПП Патентф,.г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ления характеристики, выходы которогосоединены с управляющими входами сдвигавшего регистра, и регистр мантиссы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения диапазона и повышенияточности, в него введен блок априорной информации, входы которого соеди.нены с выходами дешифратора, а выходы - ,со входами регистра мантиссы, выходыблока вычисления характеристики соеди- О Заказ 2097/41 БНИИПИ Государственно по делам 113035, Москванены со входами регистра характеристики.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР 9 474025, кл, б 06 Т 1/00, 1972,2. Заявка М 1852068/24 от 25,02,74, кл. 606 У 1/ОО, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.