Логарифмическое вычислительное устройство

(11) 65 ОО 82 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приорите СССР по делам изобретений и открытий) Опубликовано 28.02,79. Бюллетень) Дата опубликования описания 28,02,79. Самокиш, А, С. Гусев и А, В. Шмойлов 1) Заявитель Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С, М. КировИзобретение относится к области автоатики и вычислительной техники и предазначено для вычисления соотношений ви 15Известно логарифмическое вычислительное устройство, содержащее нуль-органы, элементы И и ИЛИ, источники опорных напряжений, ключи, элементы задержки, интегратор, функциональный частотный 2 О преобразователь, блок управления, реверсивный счетчик и генератор импульсов 1).Недостатками устройства являются пониженное быстродействие и ограниченныйдинамический диапазон обрабатываемых сиг 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 иг ) 1).Целью изобретения является упрощение устройства при расширении динамического диапазона входных и выходных сигналов.650082 хга г а1 В - А)Л Су хг -с к+ига 40 ВК+гггг 45 ггг = фг+ Рг где аг - целая часть; Р, - остаток, Поставленная цель доспггается 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 эле.лепт 13, управляемый сумматор 14 и точный антилогарифмический элемент 15.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал хпоступающий на вход г-го логарифмического преобразователя 1, приводится к динамическому диапазону работы точного логарифмического элемента 6 путем нормирования в нормирующем элементе 5: где х; - нормированная величина х;, а - основание логарифма, С - динамический диапазон логарифмического элемента б(С=В - А), В и А - соответственно верхний и нижний пределы выходного сигнала элемента 6, при которых элемент 6 имеет заданную точность, Лгг - номер интервала, куда попал входной сигнал х;, начиная от основного а", аВ, в котором Лг,=О, причем Лгг может пРинимать значениЯ О,+1, -1-2 и величина его определяется пороговой схемой 10,Сигнал хг с выхода элемента 5 логарифмируется в элементе б и суммируется в сумматоре 9 с выходным сигналом СУг управляемого делителя 8. Поскольку показатель степени иг в общем случае может быть дробной величиной: то коэффициенты передачи по входам сумматора 9 задаются таким образом, чтобы выходной сигнал г-го логарифмического,преобразователя 1 был равен Лг = ггг 10 хг+ фгСКг,Выходные сигналы Л, всех логарифмических преобразователей 1 суммируются вблоке 2 линейных преобразований,Полученная сумма10т(ггг 1 оКахг + 1 гСМг)1=1 поступает на сигнальный вход антилогарифмического преобразователя 3, Динамиче 15 ский диапазон преобразователя 3 равенС=В - А. Поскольку выходной сигнал блока линейных преобразований может выйтиза пределы этого диапазона, то в преобразователе 3 предусмотрено нормирование20 входного сигнала путем суммирования егов управляемом сумматоре 14 с сигналами - КС, где К в номер интервала, кудапопал входной сигнал преобразователя 3,начиная от основного интервала А, В, в25 котором К=О, причем К может приниматьзначения О, .+ 1, 4-2 и его величина определяется пороговой схемой 11, Опорныйсигнал С формируется источником 12.Сигнал с выхода управляемого суммато 30 ра 14, равныйт; (пг 1 о,хг+ СгД) - КС,г:1 потенциируется точным антилогарифмическим элементом 15 и масштабируется масштабным элементом 13 путем умножения выходного сигнала элемента 15 на коэффи. циент В показателе степени сомножитель всегда является целой величиной, которая вырабатывается в блоке формирования вы ходного масштабного коэффициента 4.Блок 4 вырабатывает дискретный выходнойтсигнал Р по выражению Р=К+ Лгргг:1по значениям сигналов Лгг и Кс выходов пороговых схем 10 и 11, которые являются выходами нормирования преобразователей 1 и 3.Выходной сигнал блока 4 поступает навход 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:== апЬ 1 оцв", п,1 оИвх,=- Цх. оставитель С. Каз едактор А. Купрякова Техред А. Камышникова Корректоры: и. Позняковскаяи 3 Тарасова Заказ 324/13 Изд.171 Тираж 779 Г 1 одписиос НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5Эффективность данного устройства может быть оценена на основе сравнения,максимально возможной величины выходного сигнала его логарифмических преобразователей, равной (а;+ 1) В+ СЛг;, и максимально возможной, величины выходного сигнала логарифмических преобразователей прототипа, равной (В+СУ;) (а;+1).Предложенное устройство может работать с блоком линейных преобразователей, динамический диапазон которого по 1-каналу на СУта; меньше, чем у прототипа; кроме того, количество пороговых элемептовв его антилогарифмическом преобразователеибудет меньше на , Л 1,а;, чем в антилоЕ=1гарифмическом преобразователе прототипа.Следует также отметить, что в довольно часто встречающемся случае, когда показатель степени и; появляется целым, предлагаемое вычислительное устройство позволяет значительно упростить выполнение логарифмических преобразователей. В этом случае ф 1=0, и отпадает необходимость в источнике 7 ОпорнОГО напр 51 женн 51, управляемом делителе 8 и сумматоре 9. Соответственно уменьшается количсство породовых элементов в антилогарифмическом пре образователе. Логарифмическое вычислительное уст 10 ройство, содержащее логарифм 11 ческнс преобразователи, входы которых соединены совходами устройства, а сигнальные выходыподключены к входам блока линейныхпреобразований, подключенного выходом к15 сигнальному входу антилогарифмичсскогопреобразователя, о т л и ч а ю щ е с с я тем,что, с целью упрощения устройства прпрасширении динамического диапазона входных и выходных сигналов, в него дополни 20 тельно введен блок форм;1 ровання выходного масштабного коэффициента, подключенныи входами и выходам нормированияантилогарифмического и логарифмическихпреобразователей и соединсН выходом25 со входом управления масштабом антнлогарифмического преобразователя.Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе1. Авторское свидетельство СССР30449445, кл. ( 06 С 7/16, 1973.2. Авторское свидетельство СССР467336, кл. Ст 06 Ст 724, 1972.3. Смолов В. Б. Лналоговые вычислительные машины, М.,;Высшая ш. Ола, 1972,с. 317.