Способ определения логарифма

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВЮУСКОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 2001.81 (21) 3243015/18-24с присоединением заявки М 11 М. Кп.з С 06 С 7/24. Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(23) Приоритет РЙ УДКб 81. 335(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГАРИФМА где й Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах информационно-измерительной и вычислительной техники,Известен способ определения логарифма, основанный на использовании естественных электрических характеристик элементов, например на использовании логарифмической зависимости выходного напряжения диода, включенного в цепь обратной связи операционного усилителя,.от напряжения на его входе 13.Однако указанный способ имеет недостаточную точность вследствие существенного влияния дестабилизирующих Факторов, на характеристики элементов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения логарифма, заключающийся в периодическом накоплении заряда до получения соответствующего ему уровня напряжения, равного заданному уровню эталонного напряже,ния, и в последующем уменьшении этого заряда 23.Известный способ характеризуется недостаточной точностью, обуславленной нестабильностью параметров эле:, ментов разрядной цепи, поскольку1 логарифм определяют по длительностивремени преобразованияКС 1 п -ф-", (1)о- время преобразования,т,е. время разряда конденсатора разрядной цепи;10 к и С - сопротивление и емкостьразрядной цепи;Пвк - входное напряжение;Ц о - заданное напряжение.т Как следует иэ формулы (1), относи 15тельная погрешность времени преобра-зования Ф равна сумме относительньпспогрешностей сопротивления дй иемкости ас разрядной цепи. Крометого, при измерении времени преобра 20 эования й неизбежно возникает схаибкаот несовпадения начала и конЪа интервала времени 1 с импульсами генератора образцовой частоты, т.е. ошибка от несинхронности, днс . Следо 25 вательно, методическая погрешностьспособа равна сумме относительных погрешностей сопротивления и емкостиразрядной цепи и ошибки от несйЪкронностиЗ 0 ,=о+ги имеет относительно большую величину.Цель изобретения - повышение точ- . ности определения логарифма.Поставленная цель достигается тем, что в способе определения логарифма, заключающемся в периодическом накоплении заряда до получения соответствующего ему уровня напряжения,равного заданному уровню эталонногонапряжения, и в последующем уменьшении этого заряда, уменьшение заряда О производят периодически повторяющимися дозированными количествами элект,ричества, заряд уменьшают до моментаравенства соответствующего ему уровня 15 напряжения входному сигналу и подсчитывают число дозировок,Период повторения дозированных количеств электричества выбирают большим, чем время накопления заряда, а число дозировок подсчитывают от момента начала накопления заряда до 20 момента равенства соответствующего ему импульсов коммутации ключа 3, причем с точки зрения быстродействия выбирают период повторения этих. импульсовбольшим времени, необходимого длязаряда конденсатора 1 (т.е. периодповторения дозировок выбирается большим, чем время накопления заряда).В паузахмежду импульсами заданнойчастоты,.когда ключ 3 разомкнут, замыкают ключ 5 и разряжают дозирующийконденсатор 4. Компаратором 6 сравнивают уровни напряжения на конденсаторе 1 и напряжения, пропорционального 60входному сигналу. Когда эти уровнисравняются, опять производят зарядконденсатора 1 до заданного уровнянапряжения 0 и далее повторяют вышеописанный процесс 65 уровня напряжения входному сигналу.На чертеже изображена примеРная функциональная схема устройства, иллюстрирующая предлагаемый способ.Определяют логарифм с помощью . функциональной схемы, состоящей иэ конденсатора 1, ключей 2 и 3, дозирующего конденсатора 4, ключа 5 и ком- ЗО паратора 6.Заряжают конденсатор 1 до заданного уровня напряжения Бо (это соответствует накоплению заряда до полу-. чения соответствующего ему уровня 35 напряжения, равного эталонному напряжению), замыкая на достаточное для заряда время ключ 2. Затем разряжают конденсатор 1 дозированными количест,вами электричества, т.е. уменьшают 40 накопленный заряд периодически понторяющимися дозированными количествами электричества.Дозированные количества электричества образуются путем периодического подключения к конденсатору 1 посредством ключа 3 дозирующего конденсатора 4. Задают частоту повторения Логарифм определяют по количествуи импульсов заданной частоты (коммутации ключа 3), подсчитанному завремя, равное периоду повторения процесса заряда-разряда конденсатора 1(упомянутое время определяется компаратором 6)п г -- 1 о-(2)1 БэхгдеСС+ СС - емкость конденсатора 1 фС 4 - емкость дозирующего конденсатора 4,Существование логарифмической зависимости между количеством импульсов и и входным сигналом ПВможнообъяснить следующим образом. Прикаждом замыкании ключа 3, т.е, припоступлении импульсов заданной частоты дозирующий конденсатор 4 отбираетчасть заряда конденсатора 1. В результате напряжение на конденсаторе1 убывает дискретными уровнями,ступеньками,"одрач "( 1)огде Б и д Б - напряжение на конденсаторе 1 и его приращение после воздействия 1-го импульсазаданной частоты,Методическая погрешность предлагаемого способа может быть определена так. Из Формулы (2) следует,что относительная погрешность определения количества импульсов и равнаотносительной погрешности логарифма1 одфп Р.Абсолютная погрешность логарифма,как известно, равна относительнойпогрешности чйсла, находящегося подзнаком логарифма,дР=д.учитывая, что емкость дозирующего конденсатора 4 намного меньше емкости конденсатора 1С 4 С.получаемде= =" -"фи, следовательноЛи-ф "В предлагаемом способе определения логарифма срабатывания компаратора 6 происходят синхронно с заданной частотой, и поэтому при подсчете количества импульсов п за время, определяемое компаратором 6, погреш949663 Формула изобретения Составитель Т.СапуноваРедактор В.Петраш Техред С. Мигунова Корректор И.МУск Заказ 5756/40ВНИИ Тираж 731 ПИ Государственного делам изобретений и Москва, Ж, Раушск Подписноеомитета СССР.открытийя наб., д. 4/5 130 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ектная ность от несйнхронности не возникаетос =0 Таким образом, методическая по грешность предлагаемого способа 5 г оМ-фе+фНСфои намного меньше методической погрешности известного способа, 10Использование предлагаемого способа определения логарифма обеспечивает по сравнению с известными большую точность, уменьшение влияния дестабилизирукцих факторов на точность, 15 в результате, больший диапазон рабочих температур, увеличение надежности работы, исключение индивидуальной настройки устройств, реализующих спо,соб что особенно важно в условиях их серийного производства, поскольку уменьшаются затраты времени и издержки производства. 1. Способ определения логарифма,заключающийся в периодическом на 1 коплении заряда до получения соответствующего ему уровня напряжения,равного заданному уровню эталонногонапряжения, и в последующем уменьшении этого заряда, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, уменьшение заряда производят периодически повторяющимисядоэированными количествами электричества, заряд уменьшают до моментаравенства соответствующего ему уровня напряжения входному сигналу иподсчитывают число дозировок.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что период повторениядозированных количеств электричествавыбирают большим, чем время накопления заряда, а число дозировок подсчитывают от момента начала накопления заряда до момента равенства соответствующего ему уровня напряжения.входному сигналу.Источники. информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по нелинейным схемам. Под ред. Д.Шейнголда, М., "Мир",1977, с. 181-1822. Авторское свидетельство СССР9669484, кл. Н 03 К 13/02, 1979 (прототип),