Устройство для вычисления логарифмов чисел

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1605.78 (21) 2486717/18 - 24с присоединением заявки Йо(51)М. Кл. 6 06 Г 7/38 Государственный комитет СССР но ледам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Р.А. Воробель и Б.А. Попов Физико-механический институт АН Украинской ССР(71) Заявитель Г 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМОВ ЧИСЕЛ Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано при построении цифрочастотных устройств для логарифмирования.Известно устройство для логарифмирования, содержащее два счетчика идвоичный делитель частоты и блокуправления (1,Недостатком этого устройства является большой объем аппаратуры инизкая точность логарифмирования,Наиболее близким по схемному решению и принципам функционированияявляется устройство для вычислениялогарифмов чисел, содержащее пЕрвыйи второй счетчики, блок управленияи группу элементов И, первые и вторые входы которых соответственносоединены с группами выходов первогои втЬрого счетчиков, авцходы элементов И соединены со счетным входом второго счетчика, первый и второй выходы блока управления соответственно соединены с установочнымивходами первого и второго счетчиков,выход переполнения первого счетчикасбединен со входом блока управления.Кроме того оно содержит делительчастоты и третий счетчик 2,2Недостатком данного устройстваявляется относительно большая сложность и наличие методической погрешности делителя частоты, связанной с5 передачей обратного кода в первыйсчетчик вместо дополнительного.Цель изобретения - упрощениеустройства и повышение точности логарифмирования.10 Это достигается тем, что устройство содержит блок сложения-вычитания, первый вход которого соединенс третьим выходом блока управления,второй вход соединен с выходами груп 15 пы элементов Иф а выход блока сложения-вычитания соединен со счетнымвходом первого счетчика. Кроме того,в устройстве блок сложения-вычитаниясодержит узел вычитания, элемент И20 и узел сложения, выход которого соединен с входом уменьшаемого узлавычитания и является выходом блокасложения-вычитания, вход узла сложения соединен с выходом элемента И,25 первый вход которого является первымвходом блока сложения-вычитания, второй вход соединен с выходом узлавычитания, вход вычитаемого которогоявляется вторым входом блока сложения-вычитания,741263 или Ьк м "ъ+ 1 Р д 1, или где Р 55 то получим м=м 6 й - +ВИ Если м =ф 4" м откуда 1 К-О На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2структурная схема блока сложениявычитания,Устройство для вычисления логарифмон чисел содержит первый и второйсчетчики 1-2, группу элементов 3 И,блок 4 сложения-вычитания и блок 5управления. Входы элементов 3 И группы соединены с выходами первого ивторого счетчиков, первый и второйныходы блОка 5 управления соединеныс установочными входами счетчиков1 и 2 соотнетственно. Третий выходблока 5 управления соединен с первымвходом блока 4 сложения-вычитаниявторой вход которого соединен с выходом группы элементов И и счетнымвходом второго счетчика, Выход переполнения счетчика 1 соединен свходом блока 5 управления, а счетныйвход первого счетчика с выходом блока 20сложения-вычитания., Блок 4 сложения-вычитания содержит узел б сложения, узел 7 вычитания и элемент 8 И.Устройство для вычисления логарифмов чисел работает следующиМ образом. р 5В исходном состоянии в счетчике 1находится дополнительный код числа А,счетчик 2 находится в нулевом состоянии и элемент 8 И в блоке 4, заперт, На вход устройства поступаютимпульсы частоты Р . Таккак элемент 8 И н блоке 4 заперт, то, всоответствии с фиг.2, на вход счетчика 1 поступают только импульсы частоты Р . После поступления А импуль.сов, за время 1= А Г счетчик 135переполнится и сигнал переполненияс его вьхода поступает на вход блока 5 управления, который открываетэлемент 8 И и одновременно заноситкод числа А в счетчик 2, а также код 40числа В в счетчик 1. Счетчик 1 сгруппой элементов 3 И представляет собой двоичный умножитель частоты,управляемый кодом счетчика 2. Поэтому частота Р на его выходе определя 45ется выраженйем частота на выходеблока 4; 502 - число, соответствующеекоду счетчика 2;И = 2 - коэффициент пересчетМта 2 (и - количестводвоичных разрядовсчетчика 2).Поскольку на первый вход блока 4 поступает частота Рр, а на второй - частота Р 1, то в соответствии с фиг.2 частота Р на ее выходе при открытом элементе 8 И определяется выражением-о7.Частота Р, 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 Е,определяется выражениемгкАЧа 11где- текущее время.Следовательно ьЕР С Р д,а 1 Ооткуда после раскрытия интеграла по- лучим РоСчетчик 1 является также суммирующим.Поэтому число Н, соответствующеекоду этого счетчика, определяетсявыражением где 1 - время, в течение которогона вход устройства поступает частота Р,В - код числа, предварительнозанесенного в счетчик 1.Подставив выражение для частотыР получимс мм в.3 раЕкмкЪ+,)мФ1откуда, после Раскрытия интеграла,получим МкЬ+И Ьь -ЬФПоскольку за время 1 на вход устройства поступцт И импульсов частоты Г, т,е. Таким образом, в счетчике 1 образуется число, пропорциональное натуральному логарифму от числа входныхускг Кол акт Тираж 751 Подписно ЦНИИПИ Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб д.аз 3326/7 Проектная, 4 иал ППППатент , г. Ужгоро 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 В раз уменьшена погрешность от округления)Формула изобретения 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 стретьим выходом блока управления,второй вход соединен с выходами элементов И группы, а выход блока сложениявычитания соединен со счетным входомпервого счетчика.Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блоксложения-вычитания содержит узелвычитания, элемент И и узел сложения, выход которого соединен с входом уменьшаемого узла вычитания иявляется выходом блока сложения-вычитания, вход узла сложения соединен с выходом элемента И, первый входкоторого является первым входомблока сложения-вычитания, второй входсоединен с выходом узла вычитания,вход вычитаемого которого является 20 вторым входом блока сложения-вычитания. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР,Р 489113, кл. С 06 Г 7/38, 1973.2Мельников А.А, и др, Обработкачастотных и временных импульсныхсигналов. М., Энергия, 1976,с. 101 в 1, рис. 87-88 (прототип). ель М. Аршавский