Цифровое логарифмирующее устройство

Союз Советских Социалистических РеспубликЕЫ 2 ЭЭ ИЗОБРЕТЕН ИЯ ВТОР СКОМУ СВИДЮТВДЬСТВУ 6) Дополнительное к авт, свнд.в 2) Заявлено 23,0 21) 2351895/18-24 51) М. Кл Ст 06 Р 15/2 с присоединением заявки(43) Опубликовано 15.09 в 78 сударственноб коннтетоеете Мйннотроо СССпо делам нзобретеннйн открытий ллетень34 ни я 02.08.78 53) УО 1.388,8 5) Лата опубликования оп 2) Авторы изобретения) Заявитель Всесоюзный нвучно-исспецоватепьский институаналитического приборостроения цу кбторымилогарифмируему нечувствитетервапа) ину остатка Изобретение относится к обпасти вычиспитепьной техники и может быть испопьзоввно в разпичных вычиспитепьных и функционапьных, а также в цифровых иэмеритепьных приборах.Иввесево усеоойсево 11 апп вычвспения погврифмов, соцержащее вхоцной и сцвигающий регистры, бпок вычиспения характеристики и цешифратор. Нецостатком этого устройства явпяется низкая точносгь 1 а и быстроцействие.Наибопее близким техническим решением к цанному изобретению явпяется логарифмирующее устройство, соцержащее блок вычиспения характеристики и сцвигающий регистр, вхоцы которых через вхоцной регистр соецинены со вхоцом устройства, выхоц блока вычнспения характеристики соецинен с первым вхоцом реэупьтирующего регистра н через поспецоватепьно соециненные сцвигающий регистр и первый цешифрптор - со вхоцом бпока априорной информации (21 .Для вычнспения Ь Ммежцу цвумя сложными тинная тисс, межмантисса го чиспа, цепитности (пинейноапее умножаея нв зо азбиени ин ичи ия) от операции сцвия на ве в (цепее ттт - старший значающи ного чиспа Н- смежные априорнь тисс, межцу котор ьц ма ое значение иск истин 216-к Ф- кфир зона нечувствитепь ла 2 -значение мпац3чиспа И (ос. а =О;1.Нецостатком этогося понижение точностших значений М , тага числа М , с цепьюзацанный объем априорспвигвющем регистре г ов коц пения) ших ра аток о устройства явпяетвычиспения бопьк при операции сцв ивецения е берется ннтеррчп значениями ман ой информации, яется часть инфо 4) ЦИФРОВОЕ ЛОГА РИфМИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТмации с мпааших раэряцов, т.е. отбрасы- вается остаток от пепения.Цепью изобретения является повышение точности.Это постигается тем, что прецпагаемое устройство цопопнитепьно соцержит блок выпепения остатка, блок умножения, бпок цепения, сумматор и второй дешифратор, причем выхоц вхоцного регистра через поспецоватепьно соециненные бпок выцепения остатка, цешифратор, блок умножения соецинен с первым вхоцом сумматора, второй вхоц которого соецинен с первым выхоцом блока априорной информации, второй выход которого соецинен через15 блок аепения со вхоцом блока умножения, выхоц блока вычисления характеристики соецинен со вхоцами бпока выцепения остатка и блока цепения, выхоц сумматора соецинен со вторым вхоцом результирующего регистра. Блок-схема устройства привецена, на чертеже.Устройство соцержит вхоц 1 устройства, вхоцной регистр 2, блок 3 вычиспения характеристики, сцвигающий регистр 4, блок 5 выцепения остатка, результирующий регистр 6, блок 7 цепения, цещифраторы 8, 9, блок 10 умножения, блок 1 1 а при- з 0 орной информации, сумматор 12.Рассмотрим работу устройства.П р и м е р 1, Пусть необходима вы- чиспить 2 Д 1 И, гце И =527 = 12 +9 ФО 2+ 0 2 + 0 2 + 0 2 + 0 2 + З 56, 5, 4 +12 +12 +12 +12 двоичная запись 1000001111.В блоке 11 хранится 2 = 64. (к=6)значений мантисс логарифмов чисеп от2 . - 2 = 64 - 128, прецставпенныхЬ+. 40с точностью цо третьего цесятичного знака после запятой. После записи числа Яв регистр 2, коц ччспа Ч запишется врегистр 4, а также поступит на вход блоков 3,5, При этом на выходе бпока 3 по 45явится сигнал,который опрецепит покаэатепь М =9 старшего значащего разряда( характеристику погарифмов чиспа и )и запишет его в результирующий регистр6 50Э- опрецепиг нв какое чиспо разряповМ -К = 9-63 в сторону у,.ецьшения необходимо сцвинуть коп числами -527в сцвигающем регистре 4( т,е, разцепигь527 на 2 =8 с точностью цо целыхйХ- К 55чисел),в , установит величину эоны нечуоста-к3витепьносги 2 =8 в бпоке цепения. (,- опрецепит числоИ- К= 3 младших60 и-(к 0 лазряцов,Е О1 2 Ф2 41 Яо. У 4 О(двоичный код 111) числа Н, которыевыделяются блоком 5 иэ регистра 2,В резупьтате сцвига на В-КЗ разряцов коца 1000001111 чиспа Н в сторону уменьшения в сцвигающем регистре 4 останется число 1000001 ( в цесятичном коце 65), что расшифруется дешифратором 8, а в цешифратор 9 с выхоца блока 5 запишется коп 111 ( в цесятичном коце 7), Ф - К 3 мпапших разряцов числа М с выхоцов вхоцного регистра, который по.- пе расшифровки запишется в блок 10.Значение коца 1000001 с выхоца цешифратора 8 поступит на вход бпока 11. По значению этого коца блок 11 в блок 7 и в сумматор 12 запишет соответственно значения разности мантисс М -М :0,045 - 0,023 =0,022 и мантиссы Я= С 023. В блоке 7 Вулет провеце н операция М,И 1-К82Реэупьтат 0 ОЯ.28ф - поступит в блок 107 в опняющий операцию М 66 652ХМк+О0,022 7 О 0196=оВ сумматоре 12 выпопнится операцияф 0,0196 = О, 042, результат которой считывается в регистр 6, в часть записи мантиссы, Окончательный результат вычисления 1 5279,042, что совпадает стабличным значением погарифма чиспа527.При вычислении 1 ДМ цпя значений Й, у котс 1 ых Ф с К, выражение(1), примет виц Р Н = тп 4 М, (2)поправка ЬМ бупет равна йупю и поэтомуне учитывается.П р и м е р 2. Пусть необходимо вы, 3, хчислить13; 13- 1 2 + 12+ФО 2 + Г 2, пвоичная запись 1101,После записи этого чиспа в регистр 2его коц поступит на вхоцы блоков 3 и 5.При этом на выходе бпока 3 появитсясцгнап, который- определит показатель Ф = 3 стершегозначащего разряда (характеристику логарифма числа 13) и запишет его в регистр 6,- опрепепит на какое число разрячов К-Я =6-3 =3 в сторону увеличениянеобходимо сдвинуть коц числа Н 13 в регистре 4 (т, е. умножить 13 на 2х и8).Блок 3 работает таким образом, что при ФК он выцает нулевые" сигналы в блок 5 и блок 7, т. е. на их выхоцах бу- ф цет нулевой коц.В результате сцвига 1101 наК-ев сторону увеличения, в регистра 4 запишется коц 11010 ОО (в цесятичном коце 104), что и расшифруется цешифратором 8. Зна чение коаа 1101000 с выхода цещифратора 8 поступит на вход блока 11, который по значению этого кода выдаст значение мантиссы М 4 0,701 в сумматор 12; 1 ак как на выхоцах блока 7 и блока 10 буцут нули, то в сумматоре 12 выпопнится операция: М 4 + 0 = 0,701, Этот результат считывается в регистр 6, в часть записи мантиссы. Окончательный итог вычисления 0 Д, 13 3,701, что сов 20 падает с табличным значением.Таким образом, используя принцип линейного разбиения числового интервала межау двумя смежными априорными значениями мантисс ( при значении к5 и25 более участки между смежными значениями логарифмической зависимости можно считать линейными с погрешностью 0,1 % и менее) количество моделируемых значений мантисс увеличится с 2 " значений цо 22 значений, что позволяет повысить точность вычислений примерно 1 в 2 Л( " раза. Постижение такой точности обычным способом привело бы к зна 7 читепьному увеличению объема регистра 4, цешифратора 8 и блока априорной информации 11 превышающему аппаратурные затраты, прецусмотренные в изобретении.4 ОТаким образом, изобретение может быть использовано в различных цифровых функциональных преобразователях гце выполняется операция логарифмирования, а также в цифровых вычислительных мащи 45 нах.Так например, в оптико-электронных устройствах, цля опрецепения загрязненности срецы, по логарифму отношений световых потоков подающего на исспецуемую срецу и прошедщего через нее суцят о степени загрязнения. При этом точность вычисления логарифмов должна быть аоста- точно высокой. Изобретение вместе с цругими блоками (фотоэлектронными, аналого цифровыми) позволяет успешно решать задачи поцобного рода.Ориентировочный положительный технико-экономический эффект от внедрения прецлагаемого изобретения составит около 4000 руб. в гоа.формула изобретения ц фровое погарифмируюшее устройство, соцержашее блок вычисления характеристики и сцвигаюший регистр, вхоцы которых через входной регистр соецинены со входом устройства, выход блока вычисления характеристики соеаинен с первым входом реэультируюшего регистра и через последовательно соединенные сцвигаюший регистр и первый цешифратор - со входом блока априорной информации, о т п и ч аю ш е е с я тем, что, с цепью повышения точности, устройство дополнительно содержит блок вьщепения остатка, блок умножения, блок целения, сумматор и второй аешифратор, причем выхоц входного регистра через последовательно соединенные блок вьщепения остатка, дешифратор, блок умножения соецинен с первым вхоцом сумматора, второй вход которого со единен с первым выходом блока априорной информации, второй выход которого соединен через блок деления со входом блока умножения, выхоц блока вычисления характеристики соецинен со вхоцами блока вьщепения остатка и блока цепения, выхоц сумматора соецинен со вторым вхоцом резупьтируюшего регистра.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свицетепьство СССР % 489112, кл. С 06 Р 15/20, 1974.2. Заявка М 21 О 1037/24 кп. С 06 Р 15/20, 1975, по которой принято рещение о выдаче авторского, свидетельства.Составитепь А. Кравченкоаменскан Техрец Н, Андрейчук Корректор С. Гарасиняк ецак 189/39ВНИИ к 1 4 5 иал ППП Патеит, г. Ужгороц, уп. ная Тираж 826 Госу царственного коми тета по цепам изобретений и 5, Москва, Ж, Раушск