Логарифмирующий счетчик импульсов Советский патент 1985 года по МПК G06F7/556 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройствах, цифровых измер ельных приборах, в устройствах сжатия информации. Цель изобретения - повышение быс родействия логарифмирующего счетчик На чертеже представлена схема логарифмирующего счетчика импульсов Устройство содержит вход 1 логической единицы, подключенный к последовательно соединенным nD -триггерам 2, информационный вход 3 устройства, элемент 4 задержки, инверс ные выходы иЛ -триггеров 2, начиная с второго, через один из (п - 1) элементов ИЛИ группы 5 подключены к информационным входам ч -разрядно го входного счетчика 6, выходы разрядов которого, начиная с второго, соединены с вторыми входами соответ ствующих элементов ИЛИ, выходной счетчик 7, выход первого разряда входного счетчика 6 подключен к вхо ду элемента ii 8 и к информационному входу первого разряда входного счетчика, выход переноса которого соединен со счетным входом выходног счетчика 7 и с входами синхронизаци п О -триггеров 2. Метод вычисления log.jN. основан на двух соотношениях: при N 2 имеет место точное равенство logjN m,для любого т, а для значения и 2 применяем формулу лине ной интерполяции (N - 2-) log. N m + m / - 2. i N - 2 s 9 |lO |l Интерпретация этих выражений применительно к двоичному счетчику импульсов, на счетный вход крторого поступило N импульсов, дает следующее: m - количество разрядов счетчика, переключавшихся при счете N за вычетом одного разряда (целая часть логарифма). Дробная часть логарифма уточняется после представления N в двоичной системе счисления: п ,2, . f izU- , откуда т.е. необходимо сложить значения (сое тояния) выходов двоичного счетчика, за исключением старшего значащего разряда с весами 2 , где j (-1,-m), что соответствует записанной в естественном порядке правее запятой дробной части числа в двоичной системе счисления. Работа устройства начинается с установки в ноль всех счетчиков и триггеров. При этом выходы всех элементов ИЛИ принимают единичные состояния. С приходом входных импульсов состояние входного счетчика 6 изменяется в соответствии с таблицей, где цифры в верхней, строчке обознача-ют номер входного импульса, левый столбец под каждой цифрой - состояние входного счетчика при поступлении входного импульса на вход синхронизации до срабатывания счетчика от импульса по входу сложения, правый столбец - после прихода входного импульса на вход сложения, нумерахдая разрядов входного счетчика, в таблице производится сверху .вниз по убыванию их веса. V2 Ij Разряды входного счетчика 6 условно разделены на две части (жирная линия): сверху от линии ра положены разряды, считающие импульсы как в обычном двоичнбм счетчике импульс на входе синхронизации не изменяет, а лишь подтверждает состояние этих разрядовJ ниже линии расположены разряды, в которые импульс синхронизации записывает еди ничные состояния, а импульс на вход сложения обнуляет их. Положение линий определяется состоянием D триггеров 2 и изменяется всякий ра при переполнении входного счетчика, за исключением первого раза. Количество переполнения подсчитьшается выходным счетчиком и точно соответствует целой части (где N - количество импульсов на входе устройства), состояние входного счетчика аппроксимирует функцию дробной части логарифмической зависимости кусочно-линейной функцией с методической погрешностью, не превьппающей величины Мп2 gnT Логический элемент И 8 включен в схему с целью коррекции характеристики счетчика в точке N 1. Действительно, при N 1 состояние счетчика соответствует значению 0,5 (ct. таблицу), т.е. в этой точке получается значительный выброс погрешности. Введенный логический элемент И 8, ликвидирует этот выброс, для чего в устройстве выход старшего разряда входного счетчика заменяется вькодом элемента И, где сигнал повторяет подключенньй к его первому входу выходной сигнал старшего разряда входного счетчика для всех N, кроме N 1. При N 1 на выходе элемента И 8 вьфабатывает ся нулевое значение, для чего второ его вход соединен с прямым выходом первого D -триггера 2. 4.4 Элемент 4 задержки служит для задержки импульса с информационного входа устройства. Этим обеспечивается такое управление входным счетчиком, что перед тем, как сосчитать очередной входной импульс, счетчик устанавливается в состояние (см. таблицу), при котором определенная часть младпшх разрядов входного счетчика переключается в единичное состояние. Благодаря этому искусственному приему входной импульс как бы подключается к счетным входам входного счетчика, начиная лишь с того разряда счетчика, который расположен сразу же после .указанной части младших разрядов. Объем этой части младших разрядов определяется состоянием группы D -триггеров и последовательно уменьшается от (м -/1) до 0. Результатом логарифмирования является последовательно записанная комбинация состояния выходов выходного 7 и входного 6 счетчиков, рассматриваемая как записанное в двоичной форме с фиксированной запятой число. При этом целая часть логарифма точно определяется состоянием выходного счетчика, а дробная сбответствует состоянию входного счетчика с заменой выхода старшего разряда б-) на выход элемента И 8, т.е. Причем учитываются только значащке разряды, т.е. в целой части можно отбрасывать нули, расположенные евее всех нелулевых разрядов, а справа от запятой берется 5-6 двоичных разрядов в силу погрешности логарифмирования.

ЛОГАРИФМИРУЮЩИЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий п -разрядный входной счетчик, h D-триггеров, вькодной счетчик и элемент И, о т личающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элемент задержки и группа из ( h - 1) элементо1з ИЛИ, причем первый вход Р -го элемента ИЛИ группы, где 6- 1, 2, 3, ...h- 1, соединен с инверсным выходом