Логарифмический преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) 4 С 06 Е 7/55 СЕСОЮ дй ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 10.Н.Мак ич СССР 1982 ССР 1982 тельст Е 7/55 тельс 6 Р 7 ОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(57) Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано при воспроизведении логарифмической функцииот величины, заданной в виде частотыинтервала времени или число-импульсного кода, Цель изобретения - повышение точности устройства - достигается за счет введения управляемогосчетчика, шифратора, элемента И исоответствующих связей. 4 ил.,1 табл.(2) 35 1138Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике н может быть использовано при воспроизведении логарифмической функции от величины, заданной в виде частоты, интервала времени или число-импульсного кода./Цель изобретения - повышение точности устройства.На фиг. 1 приведена структурная схема логарифмического преобразователя; на фиг. 2 - схема управляемого счетчика; на фиг. 3 - схема блока вычитания; на фиг. 4 - схема шифратора.Логарифмический преобразователь (фиг. 1) содержит триггер 1, элемент И 2, блок 3 вычитания, элемент ИЛИ 4, счетчик 5, группу 6 элементов И, управляемый счетчик 7, шифратор 8 и счетчик 9.Число выходов ряэрядов управляемого счетчика 7 равно ш, входного счетчика ш+1 а счетчика 9 - р+1У 1 где 2 - вес старшего разряда счетчика 9 в результате преобразования.В состав управляемого счетчика 7 (фиг. 2) входят элементы И 10,-10 счетные триггеры 11,-11, и элементы ИЛИ 12 в .В состав блока 3 вычитания (фиг. 3) входят ЛК-триггер 13 и элемент И 14,Структурная схема шифратора 8 (фиг, 4) состоит из элементов ИЛИ 15,-15 и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16,-16,.Устройство работает следующимобразом.Перед началом работы сигнал, поданный на установочный вход устройства, переводит счетчики 5, 7 и 9 в нулевое исходное состояние. При этом триггер 13 блока 3 вычитания устанавливается в единичное, а триггер 1 - в нулевое состояния.При нулевом состоянии триггера 1 элемент И 2 закрыт. Импульсы, поступающие на информационный вход логарифмического преобразователя, проходят на вход счетчика 5. При достижении числом в счетчике 5 значения 2 триггер 1 переходит в единичноеЬсостояние и элемент И 2 открывается. Здесь Я принимает любое значение из ряда О, 1, 2, , ш в зависимости от того, к какому разряду счетчика 5 подключен прямой вход триггера 1. Выходные сигналы шифратора 8 однозначно определяются числом, содержащимся в счетчике 5. Причем уровеньлогической единицы в каждый момент 61времени присутствует только на одномиз ее выходов в зависимости от того,сколько нулей подряд содержится встарших разрядах счетчика 5. Соответствие между входными и выходнымисигналами шифратора 8 приведено втаблице, где Ь, Ь,. . . Ъ, - значения разрядов числа, содержащегосяв счетчике 5 в двоичном коде; С,С,С- значения выходных сигналов блока 8 выделения, Ф - безразличное значение разряда.Пусть х - число импульсов, поступивших на информационный вход устройства. Рассмотрим сначала работуустройства в диапазоне 26 начало которого, как было отмеченовыше, соответствует переходу триггера 1 в единичное состояние.Так как перед началом работы преобразователя счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние, то число, возрастающее в нем в процессе преобразования, можно представить в виде Из уравнения (2) следует, что вдиапазоне (1) Ьв = 1; Ь, = 0 Ьз+а =0; ; Ь, = О, С учетом данных 40 таблицы имеем С = 1; С = 0 (О, 1, 2, , Я, Я+1 ш) .При С = 1 в управляемом счетчике7 открыт элемент И 10 .+, . Приэтом все остальные элементы И, вхо дящие в его состав, закрыты. Следовательно, при Сз = 1 в работу включенытриггеры 11, + , 11, з+,11, управляемого счетчика 7, т.е. онработает в режиме Я-разрядного дво ичного счетчика. Управляемый счетчик 7, группа 6 элементов И, счетчик 5 и элемент ИЛИ 4 составляют управляемый число- импульсный умножитель. При Сэ = 1 в работу число-импульсного умножителя включены Я старших разрядов счетчика 7 и Я младших разрядов счетчика 5. Следовательно, приращение д(16) числа выходных импульсов ( число-импульсного умножителя (выходных импульсов элемента ИЛИ 4) может быть определено следующим образом:5 5-где 11 =,г Ь 2 (4) 10И - число, содержащееся в Бмладших разрядах счетчика 5;а у - приращение числа импульсов у,поступающих на вход управляемого счетчика 7. 15В диапазоне (1) число М может быть определено уравнением Импульсы с выхода элемента ИЛИ 4поступают на вход блока 3 вычитания,который реализует алгоритм где 3 х - приращение числа входныхимпульсов х, слудующих черезоткрытый в диапазоне (1)элемент И 2. 30 Из уравнений (3), (5) и (6) следует: Проинтегрировав дифференциальное уравнение (7), определим число импульсов ув в, прошедших на выход блока 3 вычитания в диапазоне (1), как функцию от числа х: Импульсы с выхода блока 3 вычитания поступают на вход управляемого счетчика 7, в котором фиксируется дробная часть результата преобразования М. Целая часть К фиксируется в счетчике 9, который осуществля 55 ет подсчет импульсов переполнения счетчика 7. Веса разрядов МР Указаны на фиг, 1. При Сэ = 1 входные импульсы управляемого счетчика 7 проходят на счетный вход триггера 11,выходной сигнал которого определяетзначение разряда 11 с весом 2 . ТакимРобразом, в диапазоне (1) результатпреобразования равен Число импульсов, прошедших на вход счетчика 7 за весь диапазон (1) изменения значений х, определим,зФ подставив х = 2 в уравнение (9):+гэ Рассмотрим работу логарифмического преобразователя в диапазоне Из уравнения (2) данных таблицы следует, что в диапазоне (12) Ь , =1; Ьз, - 0; Ь+, = О, , Ь = О;Сэ = 1; С = О (1 = 0,1,28 8+2 ш) .При Сз = 1 в управляемом счетчике 7 открыт элемент И 10 э. Все остальные элементы И, входящие в его состав, закрыты. Следовательно, при С .,+, = 1 в работу включены триггеры 11-э 11-з , 11 управляемого счетчика 7, т.е. он работает в режиме (5+1) -разрядного двоичного счетчика. В работе управляемого число-импульсного умножителя при Сз=1 задействовано 8+1 старших разрядов счетчика 7 и 8+1 младших разрядов счетчика 5. Таким образом, приращение й( может быть определено из уравнения11д = -ау (13) эгде 11, =Ь; 2 - число, (14)осодержащееся в 8+1 младших разрядахсчетчика 5.В диапазоне (12) Из уравнений (6), (13) и (15)следует, что Проинтегрировав дифференциальноеуравнение (16), определим число им) 40 пульсов Ь, Ь С О О О 1 1 О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О 1 О О О О 1 х О О О О пульсов у , прошедших на выходф, +блока 3 вычитания в диапазоне (12),как функцию из числа х: 4с х 2 (17) хПри С = 1 импульсы с выхода блока 3 вычитания через открытый элемент И 10 .з поступают на вход триггера 11 эвыходной сигнал которого определяет значение разряда ХР с-Гэ )весом 2 Таким образом учитывая результат, зафиксированный в счетчиках 7 и 9 и конце диапазона (1), получим где М (8+1 8+2) - результат преобразования в диапазоне (12). Подставив в уравнение (19) эначения у 5 ф и уэФ5 2 иэ уравнний (11) и (18), имеем И 6+1 8+2) = ЯхР2 Продолжая доказательство, придемк выводу, что 51 во всем диапазоне 2 с х с 2 изменения значений числа входных имФормула изобретения Логарифмический преобразователь содержащий первый и второй счетчики, группу элементов И, блок вычитания, триггер и элемент ИЛИ, причем информационный вход преобразователя соединен со счетным входом первого счетчика, выходы младших разрядов которого соединены с первыми входами элементов И группы, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ выход которого соединен с первым информационным входом блока вычитания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него внедены управляемый счетчик, шифратор и элемент И, вход начальной установки преобразователя соединен с входами сброса блока вычитания первого и второго счетчиков, управляемого счетчика, триггера, информационный вход преобразователя соединен с первым входом элемента И, второй нход которого соединен с выходом триггера, установочный вход которого соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, выход элемента И соединен с вторым информационным входом блока вычитания, выход которого соединен со счетным входом управляемого счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом второго счетчика, разрядные выходы первого счетчика соединены с входами шифратора, выходы которого соединены с информационными входами управляемого счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами элементов И группы, выходы управляемого счетчика и второго счетчика соединены соотнетственно с выходами дробной и целой частей функции преобразователя.1381498 Составитель А. ШуляповРыбченко Техред М,Дидык Корректор С. Шекмар едактор акаэ 1184 44 Проектная, 4 оиэводственно-полиграфическое предприятие,лтород,Тирак 704 ВНИИПИ Государственного коми по делам иэобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская