Цифровой логарифмический преобразователь

(23) Приоритет Ркударстаенный кемнтет СССР по делам нзабретеннй н етнрытнй(71) Заявитель И Ю,р Л, а та;ВВ Великой Октябрьской социалистической революции(54) ЦИФРОВОЙ ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к цифровой вычис - лнтельной технике и может быть использовано при построении специализированных вычисли. гелей, информационно-измерительных систем, цифровых фильтров и гибридных функциональ ных преобразователей.Известно устройство содержащее сдвигающий регистр, вычитающий счетчик, регистр ха. рактеристики, генератор тактовых импульсов, два триггера, схему сравнения, три схемы Ии схему ИЛИ 11).Недостатком известного устройства является низка 3 точность преобразования нормализованньи чисел, так как оно предназначено в основном для получения двоичных логарифмов5 целых чисел.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двоичное арифме. тическое устройство, которое содержит пер вый и второй регистры, входы которых под 20 ключены к входной шине и к выходу сумматора, а их выходы соединены с первым входом сдвигового регистра, первым входом сумматора и входом счетчика сдвигов, выход которого подключен к регистру параметра, выход которого соединен с первыми входами двух схем И и схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом регистра хранения, первый ее выход подключен к первому входу третьей схемы И, второй - ко вторым входам первых двух схем И, выход одной из которых подключен ко второму входу сдвигового регистра, а выход второй схемы И соединен со входом запоминающего устройства, выход которого соединен с выходом сдвигового регистра и вторым входом сумматора, выход которого подключен к первому своему входу и к второму входу третьей схемы И, выход которой соединен с выходной шиной устройства 121.Однако этому способу присуще ограниченное быстродействие, которое зависит от длины преобразуемых чисел и обусловлено последовательной природой получения разрядов функции.Цель изобретения - повышение быстродей. ствия устройства для вычисления двоичных логарифмов нормализованных чисел.20 Первое слагаемое является входной величи. ной, помещаемой в регистр 1, и подается на первые входы разрядов сумматора 2. Второе слагаемое извлекается из запоминающего устройства 3 и поступает на другие входы сумматора 2, на выходе которого образуется результат, Поскольку функция ОМ(Х) является лишь частью результата, то обьем запоминающего устройства 3 оказывается примерно на порядок меньше, чем в случае чисто табличного логарифмического преобразования, и может быть определен по формуле 40 45 где и - длина кода аргумента,Для получения результата требуется только одна операция суммирования и выборка из запоминающего устройства 2, Время преобразования определяется этими двумя составляю 50 Поставленная цель достигается тем, что вустройство, содержащее и -разрядные сумматор и регистр ( и .разрядность аргумента),входы которого являются входами преобразователя, выходы регистра подключены к разрядным входам сумматора, выходы которогоявляются выходом преобразователя, дополни.тельно введено запоминающее. устройство, кадресным входам которого подключены (и - 2)выхода старших разрядов регистра, а (и - 3)информационных выхода запоминающего уст.ройства подключены к ( и - 3) входаммладших разрядов сумматора.На чертеже приведена блок-схема преобразователя,15Цифровой логарифмический преобразовательсодержит регистр 1, сумматор 2, запоминающееустройство 3.Работа преобразователя основана на кусочнолинейной аппроксимации логарифмическойфУнкции Ъ= 60 С(11 Х), гДе Х Е 0,13Входной код Х содержит часть верной информации о выходной величине и может ис.пользоваться как грубое приближение исходнойфункции, Функцию коррекции И(Х)=Рау(11 Х)-Х,которая изменяется в более узких пределахпо сравнению с исходной функцией, записываютв корректирующее запоминающее устройство ииспользуют для уточнения результата преобразования. Таким образом, логарифмическая30.функция вычисляется на сегменте Х Е 0,1 Дв соответствии с формулой=30 (1+х) Х+ в Ъ (х. шими, зависит только от типов используемыхэлементов и не зависит от разрядности аргумента. В то же. время быстродействие известного устройства оказывается намного хуже,так как на каждом шаге необходимо выполнять операции выборки иэ запоминающего уст.ройства, сравнения, сдвига и суммирования,число шагов равно числу разрядов кода аргумента, Кроме того, для получения окончательного результата необходимо осуществлятьмасштабирование, что требует выполненияоперации умножения,Предлагаемый логарифмический преобразователь позволяет достичь почти предельногобыстродействия, сравнимого с быстродействием табличного метода при умеренных аппаратурных затратах, Наиболее экономичнымявляется его использование для преобразования 8 - 12-разрядных чисел, что позволяет использовать его при цифровой фильтрации,адаптивной дискретизации, цифровой обработке сигналов в реальном времени и многихдругих приложениях,Формула изобретенияЦифровой логарифмический преобразователь, содержащий п -разрядные сумматор и регистр, (и -разрядность аргумента), входы которого являются входами преобразователя, выходы регистра подключены к разрядным входам сумматора, выходы которого являются выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введено запоминающее устройство, к адресным входам которого подключены выходы (и - 2) старших разрядов регистра, а (г - 3) информационных выхода запоминающего устройства подключены к 1 - 3) входам младших разрядов сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Немытов Б, ВОранский А. М. Цифровой функциональный вычислитель с коррекцией результата. Сб, "Теория и применение математических машин", Под ред, А, М, Оранского и Н, И, Поснова, Минск, Иэд-во БГУим. В, И. Ленина, 1972, с. 169.2. Патент США Хф 3.631.230, кл, 235 - 172,опублик, 1971 (прототип),881741 Составитель А. ЗоринТехред, М,Гопника Корректор М, Пожо Редактор Н. Ромжа Заказ 9972/73 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5