Устройство для вычисления логарифма

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК . 119) (11) А 1 1) 4 С 06 Р 7/55 НИ ет и счетчи, с. 154 тво СССР556, 1981. с Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМА (57) Изобретение. предназначено для вычисления отношения двух сигналов и его логарифма, заданным двоичными или двоично-десятичными кодами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Устройство содержит счетчик 1 импульсов, элементы ИЛИ 8 - 10, генератор 11 импульсов, ключи 12 и 13, блок 22 индикации. Введение счетчиков 2 - 5 импульсов, формирователей 6 и 7 импульсов, триггеров 14 и 15 и переключателей 16, 17 и 23 обеспечивает возможность вычисления логарифма отнония. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и предназначено для вычисления отношения двух сигналов и его логарифма,заданных двоичными или двоично-десятичными кодами.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей путем обеспечения возможности вычисления логарифма отношения,На Фиг. 1 показана функциональная структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства при вычислении отношения сигналов;на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства при вычислении логарифма отношения сигналов. Цифровой измеритель отношениядвух сигналов содержит первый 1,второй 2, третий З,четвертый 4 и пятый5 счетчики импульсов, первый 6 ивторой 7 Формирователи импульсов,первый 8,второй 9 и третий 10 элементы ИЛИ, генератор 11 импульсов,первый 12 и второй 13 ключи, первый14 и второй 15 триггеры, первый 16 ивторой 17 переключатели, первую 181вторую 19 и третью 20 входные шины,шину 21 запуска, блок 22 индикациии третий переключатель 23,Причем выход генератора 11 импульсов соединен с входами первого 12 ивторого 13 ключей, управляющие входы которых соединены соответственнос выходом первого 14 и второго 15триггеров, выход ключа 12 соединен свходами вычитания первого 1 и второго2 счетчиков импульсов, вход кода счетчика 2 соединен с первой входной шиной 18, а вход записи - с выходомпервого элемента ИЛИ 8, первый входкоторого соединен с шиной 21 запуска и первым входом второго элементаИЛИ 9, выход которого соединен с входом записи первого счетчика 1 импульсов. Выход ключа 13 соединен спервым входом третьего элементаИЛИ ;О, второй вход которого соединен с первым выходом переключателя1 б,второй выход которого соединен свторым входом переключателя 17,выходкоторого соединен с С-входом и первого 14 и второго 15 триггеров,Р-входы которых соединены с общей шиной,Вход первого формирователя 6 импульсов соединен с выходом счетчика 2,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 а выход - с вторым входом элементаИЛИ 8 и входом переключателя 16.Выход формирователя 7 импульсов соединен с вторым входом элемента ИЛИ9, а вход - с выходом счетчика 1и входом суммирования счетчика 5,вход которого соединен с входной шиной 20. Выход счетчика 5 соединен свходом блока 22, нулевой выход - сБ-входом первого 14 и К-входом второго 15 триггеров, вход записи - с шиной 21 запуска и К-входом первого14 и Я-входом второго 15 триггеровчерез третий переключатель 23,входвычитания с первым входом элементаИЛИ 10, второй вхоц которого соединен с входом вычитания счетчика 3,выход которого соединен с информационным входом кода счетчика 1,Входы записи третьего Зи четвертого4 счетчиков соединены с шиной 21 запуска. Информационный вход счетчика3 соединен с входной шиной 20 и информационным входом счетчика 4, выход которого соединен с первым входом переключателя 17, а вход вычитания - с выхоцом третьего элементаИЛИ 10.Устройство рабогает,в двух режимах: вычисления отношения двух сигналов, заданных кодами, и получениерезультата в цифровом виде и вычисления отношения двух сигналов, заданных кодалли, и получение результата в цифровом виде (в неперах илидицебеллах),В первом. режиме переключатели 16и 17 коммутируют вход с выходом вположение 1,Таким образом соединяется выход Формирователя 6 импульсов с С-входами первого 14 и второго 15 триггеров, К первой шине 18подводится значение сигнала (кода),соответствующее делимому.К второй шине 19 поДводится значение сигнала (кода), соответствующее делителю а к третьей шине 20 -нулевое значение сигнала,Третьим переключателем 23 разрывают цепь управления от шины 21запуска. Вначале измерения подается импульс на шину 21 зв,пуска. При этом пятый счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние, так как на его информационном входе нулевой код.В третьем 3 и четвертом 4 счетчиках57954 т.д.Когда произойдет обнуление значения в счетчике 2, сигнал через второй формирователь 7 импульсов, через первый 16 и второй 17 переключатели поступит на С-входы триггеров 14 и 15.1Триггер 14 установится в нулевое состояние, ключ 12 закроется. В счетчике 5 будет зафиксировано число,которое пропорционально отношению значения кода на шине 18 к значению кода на шине 19 55 К,. и = -г3 13 фиксируется кодовый сигнал, соответствующий значению делителя, поступающему по шине 19. В первом счетчике импульсов фиксируется значение кода, записанного в третьем счетчике З,зна чение делителя.Сигнал с выхода элемента ИЛИ 8 поступает на вход записи счетчика 2 и фиксирует в нем значение кода делимого, поступающее по первой шине 18. Сигнал с нулевого выхода счетчика 5 проходит на Б-вход первого 14 и К-вход второго 15 триггеров, Сигнал единицы с выхода второго триггера 15 проходит на управляемый вход ключа 12, который открывается и разрешает прохождение импульсов от генератора 11 импульсов на вычитающие входы первого 1 и второго 2 счетчиков. Значение кода, зафиксированное в счетчике 2, значительно вышее, чем в первом счетчике 1 импульсов, что задается первоначальным выбором коэффициента деления.После окончания кратковременного импульса на шине 21 в первом 1 и втором 2 счетчиках начинается вычитание импульсов. После первого обнуления счетчика 1 на его выходе возникает сигнал, который через формирователь 7 поступит на второй вход элемента ИЛИ 9 и далее на вход записи счетчика 1,где снова будет записано число, соответствующее делителюОдновременно нулевой сигнал с выхода счетчика 1 проходит на вход суммирования счетчика 5 и фиксирует в нем единицу. После второго обнуления счетчика 1 в счетчике 5 импульсов будет зафиксирована двойка и где и - число импульсов, зафиксированное в счетчике 5;5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 4К, - код шины 18;К - код шины 19На фиг. 2 показана диаграмма выходных сигналов счетчиков 1-5 приработе устройства в первом режиме,Заданный код шины 18 (фиг. 2 а) покоманде запуска (фиг. 2 б) заноситсяв счетчик 2. За время вычитания импульсов иэ счетчика 2 (фиг. 2 в) открыт первый ключ 12.На выходе счетчика 1 многократно фиксируется максимальное значение, заданное кодом нашине 19.Число сбросов счетчика 1 (фиг. 2 г)фиксируется в счетчике 5 (фиг. 2 г)Перед измерением во втором режимепереключатели 16, 17 и 23 устанавливается в положение 11. На шине 18 устанавливается коэффициент деления, пропорциональный натуральному логарифму - полное число (значение 2 -1)при вычислении в двоичном коде иличисло, кратное десяти, при вычислениив двоичном-десятичном коде.На вторую шину 19 подается код,соответствующий делимому числу (делимое больше, чем делитель).На третью20 шину подается код, соответствующий делителю,По команде запуска (фиг. За) осуществляется запись информации втретий 3, четвертый 4 и пятый 5 счетчики,В третий 3 и четвертый 4 счетчики записывается значение кода, поступающее на вторую шину 19 и одновременно на информационные входы (фигдв 1д), В пятом счетчике 5 импульсов фиксируется значение сигнала третьей 20шины (фиг. Зе). В счетчике 1 фиксируется значение кода на второй шине 19(фиг. Зг). В счетчике 2 фиксируетсязначение его кода на первой входнойшине 18 (фиг. Зг).Сигнал запуска поступает череззамкнутые контакты переключателя 23на К-вход первого 14 и Я-вход второго 15 триггеров,На выходе триггера 15 формируется единица, котораяпоступает на управляющий вход ключа13 (фиг. Зж). После снятия кратковременного сигнала запуска начинается процесс измерения и вычисления значения К 1 и Кгде К, К и К значения )сигналов соответственно на первой 18, второй 19 и третьей 20 шинах.579546ления второго счетчика 2 импульсовс его нулевого выхода сигнал пройдет на вход формирователя б,с еговыхода сигнал поступает на вторыевходы первого 8 и третьего 10 элементов ИЛИ через переключатель 16. С выхода элемента ИЛИ 8 сигнал поступаетна вход записи счетчика 2, где вновь 1 О зафиксируется значение сигнала первой шины 18. Счетчик 2 продолжаетвычитание импульсов (фиг. Зб). Сигнал с выхода элемента ИЛИ 10 поступает на вычитающий вход счетчика 16 4, содержимое которого уменьшаетсяна единицу, т.е. в нем установитсячисло К 2-К 3-1.Нулевой сигнал с выхода формирователя 6 через переключатель 16 поступает на вычитающий вход 20 счетчика З,где зафиксировано новоечисло импульсов; К 2-1.После этого процесс повторяется,и за время второго обнуления счетчика 2 в счетчике 5 будет зафиксиро вано число импульсов, равное: 5 13Импульсы от генератора 11 импульсов через второй ключ 13 поступаютна вычитающий вхбд счетчика 5 и напервый. вход элемента ИЛИ 10. С выхо-,да последнего импульсы поступаютна вычитающий вход счетчика 4.Проис;ходит вычитание импульсов в четвертом 4 и пятом 5 счетчиках импульсов(фиг. Зд,е).Когда в пятом счетчике5 импульсов возникает нулевое состояние, в счетчике 4 установится числосоответствующее К 2-КЗ.Сигнал с нулевого выхода счетчика 5 поступаетна Б-вход первого 14 и Н-вход второго 15 триггеров. В последнем формируется единица и поступает на управляющий вход ключа 12 (Фиг, Зд),Ключ 13 закрывается,так как на выходе триггера 15 установится нулевойсигнал,При этом импульсы от генератора11 импульсов поступают через ключ12 на вычитающие входы первого 1и второго 2 счетчиков импульсов.Работа первого 1 и второго 2счетчиков происходит примерно также,как и в первом режиме, Вычитание импульсов в этих счетчиках идет с одной и той же скоростью в первом 1втором 2 счетчиках. Но так как в пер, вом счетчике 1 зафиксировано числонамного меньше,чем во втором,то завремя когда в последнем возникаетнулевое значение, счетчик 5. многократно зафиксирует нулевое значениесчетчикаПосле каждого обнуления первогосчетчика 1 импульсов на его выходевозникает сигнал, который проходитчерез формирователь 7 импульсов,поступает на второй элемент ИЛИ 9 и далее на вход записи счетчика 1,гдефиксируется число, соответствующеекоду, записанному в счетчике З.Одновременно нулевой сигнал с выходасчетчика 1 проходит на вход суммиро"вания счетчика 5,и в нем фиксируетсяединица, За время, когда произойдетпервое обнуление второго счетчика 2импульсов, в пятом счетчике 5 импульсов будет зафиксировано количество импульсов, равное как было показа"но в первом режиме,К 1 К 1К 2 К 2-1 К 2-(К 2-КЗ) = КЗ. К 1 К 2 Однако на этом работа устройстване прекращается.Так как после обну 30 После следующего обнуления счетчика 2 в счетчике 5 будет зафиксировано число импульсов, равное К 1 К 1 К 1К 2 К 2-1 К 2-2и т.д. После того, как счетчик 2 будетобнулен (К 2-КЗ) раз, в счетчике 3установится число равное40 В счетчике 4 установится нулевойсигнал, так как в начале вычитанияимпульсов от счетчика 2 в нем былозафиксировано число (К 2-КЗ). Нулевой сигнал с выхода счетчика 4 проходит через переключатель 17на С-входы первого 14 и второго 15триггеров,Оба триггера обнуляются,так как на их Э-входе нулевой сигнал. При этом ключ 12 закрывается.Вычитание импульсов в первом 1 5 и втором 2 счетчиках импульсов прекращается, На этом вычисление закончено.При величине сигнала в счетчике 3,равном КЗ, в счетчике 5 не фиксиру 1357954К 1КЗ+ 1 К 1 К 1 К 1К 2 К 2-1 К 2-2 К 1КЗ+1 35 40 ются импульсы от первого счетчика,так ключ 12 закрыт. Процесс подсчета импульсов закончен последнейгруппой импульсов, число которых равно При этом в счетчике 5 будет зафиксировано число импульсов+) пропорциональное числу, заданному на первой шине 18 устройства и сумме гармонического ряда (К 2 ) КЗ), которая равнаК 2КЗ Полученное отношение отличается от числа, зафиксированного в пятом счетчике, 5 импульса, только коэффициентом К 1,при помощи которого можно устанавливать полученное отношение в неперах или в децибеллах. Так при значении этого коэффициента,кратном 4,343, отношение получается в децибеллах, при 1 - в неперах. Формула изобретения 1. Устройство для вычисления логарифма, содержащее. генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого ключа, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, второй и третий ключи,первый, второй и третий элементы ИЛИ,блок индикации, о т л и ч а ющ е е с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения вычисления логарифма отношения, в него введены второй,третий, четвертый и пятый счетчики, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй триггеры, причем выход генератора импульсов соединен с входом второго ключа, управляющие входы первого и второго ключей соединены с выходами соответственно первого и второго триггеров, выход первого ключа соединен 5 10 15 20 25 30 45 50 55 с входом вычитания второго счетчика, информационный вход которогосоединен с первой входной шиной, авход записи - с выходом первого элемента ИЛИ,первый вход которого соединен с шиной запуска и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи первого счетчика, выход второго ключасоединен с первым входом третьегоэлемента ИЛИ, причем вход первогоформирователя импульсов соединен свыходом второго счетчика, а выходс вторыми входами первого и третьегоэлементов ИЛИ и входом вычитания третьего счетчика импульсов, выходвторого формирователя импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а вход - с выходом первого счетчика импульсов и входом суммирования пятого счетчика импульсов,информационный вход которого соединен с второй входной шиной, выход - синдикатором, нулевой выход - с Б-входом первого и К-входом второго триггеров,С-входы которых соединены свыходом четвертого счетчика импульсов, а Р-входы - с общей шиной, входзаписи пятого счетчика импульсовсоединен с шиной запуска, К-входомпервого и Б-входсм второго триггеров и входами записи третьего и четвертого счетчиков импульсов, выходтретьего счетчика импульсов соединенс информационным входом первого счетчика импульсов, вход вычитания четвертого счетчика импульсов соединенс выходом третьего элемента ИЛИ, аинформационный вход - с входом третьего счетчика импульсов и третьейвходной шиной. 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены первый, второй и третий переключатели, причем вход первого переключателя соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и выходом первого формирователя импульсов, первый выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ и входом вычитания третьего счетчика импульсов, второй выход - с первым входом второго переключателя, второй вход которого соединен с выходом четвертого счетчика импульсов, а выход - с С-входами первого и второго триг9 1357954 10геров,причем третий переключатель шины запуска, первых входов первоговключен. между точкой соединений К- и второго элементов ИЛИ и входовЯ-входов соответственно первого и записи третьего, четвертого и пятоговторого триггеров и точкой соединения счетчиков импульсовБ Составитель А.Сазоновдактор А.Шандор Техред А.Кравчук Кор М.Максимишинец т 6 Подписно жизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. ул. ПроектнаЗаказ 5999/49ВНИИПИпо113035 Тираж сударстве ам изобр осква, Ж нного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб.,