Логарифмический преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G06F7/556 

со

00

4

СО

оо

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и 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. А - 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 рязрядов управляемого счетчика 7 равно т, входного счетчика т+1, а счетчика 9 - р+1, где 2 - вес старшего разряда счет чика 9 в результате преобразования. В состав управляемого счетчика 7 (фиг. 2) входят элементы И 10,-10 + счетные триггеры 11,-11г„и элементы ИЛИ 12,-12.

В состав блока 3 вычитания (фиг. 3) входят JK-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 следующим образом.

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 дости5 значения единичное

состояние и элемент И 2 открывается. Здесь S принимает любое значение из ряда О, 1, 2, ..., ш в зависимости от того, к какому разряду счетчика 5 подключен прямой вход триггера 1 .

жении числом в счетчике 2 триггер 1 переходит в

Выходные сигналы шифратора 8 однозначно определяются числом, содержащимся в счетчике 5. Причем уровень логической единицы в каждый момент времени присутствует только на одном из ее выходов в зависимости от того, сколько нулей подряд содержится в старших разрядах счетчика 5. Соответствие между входными и выходными сигналами шифратора 8 приведено в таблице, где bg, b, , ..., значения разрядов числа, содержащегося в счетчике 5 в двоичном коде; Сд, С,, ..., С - значения выходных сигналов блока 8 выделения; - безразличное значение разряда.

Пусть X - число импульсов, поступивших на информационный вход устройства. Рассмотрим сначала работу устройства в диапазоне

X 2

5+1

(1)

начало которого, как было отмечено выше, 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

X

i-O

Ь;2

(2)

Из уравнения (2) следует, что в диапазоне (1) bg 1; b, 0; b. 0; ...; b 0. С учетом данных

1; с; о (J

таблицы имеем С,

, 0, 1, 2, . .. , S-1, S+K. .щ) .

При Cg 1 в управляемом счетчике 7 открыт элемент И , . При этом все остальные элементы И, входящие в его состав,закрыты. Следовательно, при Сд 1 в работу включены

триггеры llm-g -i 11m управляемого счетчика 7, т.е. он работает в режиме S-разрядного дво- ичного счетчика.

Управляемый счетчик 7, группа 6 элементов И, счетчик 5 и элемент ИЛИ 4 составляют управляемый число- импульсный умножитель. При Cg 1

в работу число-импульсного умножителя включены S старших разрядов счетчика 7 и S младших разрядов счетчика 5. Следовательно, приращение dc;

числа выходных импульсов (jf число-импульсного умножителя (выходных импульсов элемента ИЛИ 4) может быть определено следующим образом:

Ц)

NS , -23-d

S-I

где NS ,ZI Ь;2 -(4) 10

N - число, содержащееся в S

младших разрядах счетчика 5; dy - приращение числа импульсов у, поступающих на вход управляемого счетчика 7. В диапазоне (1) число Ng может быть определено уравнением

на счетный вход триггера 11п,д+, , выходной сигнал которого определяет

значение разряда N,

с весом 2.

Таким

образом, в диапазоне (1) результат преобразования равен

NP (S,S+1) у

9,5 + 1

о 1

2 1п-5.

(10)

Число импульсов, прошедших на вход счетчика 7 за весь диапазон (1) изменения значений х, определим.

подставив X 2

S+

в уравнение (9):

i,.

(11)

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при воспроизведении логарифмической функции от величины, заданной в виде частоты, интервала времени или число-импульсного кода. Цель изобретения - повышение точности устройства - достигается за счет введения управляемого счетчика, шифратора, элемента И и соответствующих связей. 4 и.п., 1 табл.

N,

- 2

Импульсы с выхода элемента ИЛИ 4 поступают на вход блока 3 вычитания, который реализует алгоритм

d dx - dq

глё dx - приращение числа входных

импульсов X, слудующих через открытый в диапазоне (1) элемент И 2,

Из уравнений (3), (5) и (6) следует:

dx

Проинтегрировав дифференциальное уравнение (7), определим число импульсов Уд g, , прошедших на выход блока 3 вычитания в диапазоне (1), как функцию от числа х:

li5,s+«

J

( -- j 2

5,

2

1 In 25

Импульсы с выхода блока 3 вычитания поступают на вход управляемого счетчика 7, в котором фиксируется дробная часть результата преобразования Np. Целая часть Np фиксируется в счетчике 9, который осуществляет подсчет импульсов переполнения счетчика 7. Веса разрядов Np указаны на фиг. 1. При GS 1 входные импульсы управляемого счетчика 7 проходят

20

Рассмотрим работу логарифмического преобразователя в диапазоне

S + I 2

(12)

4 я,

6)

25

рез

30

Из уравнения (2) данных таблицы следует, что в диапазоне (12) Ь„, 1;

5+i S+I

О,

Ь„, 0;

С. О (j 0,1,2...S,

- 0;

1;

S + 2...m) .

При 1 в управляемом счетчике 7 открыт элемент И . Все остальные элементы И, входящие в его состав, закрыты. Следовательно, при в работу включены триггеры

GS., 1

40

11

IY1-S

11

i-n-5+1

11 управляемого

счетчика 7, т.е. он работает в режиме (S+1)-разрядного двоичного счетчика. 35 в работе управляемого число-импульсного умножителя при 1 задействовано S+1 старших разрядов счетчика 7 и S+1 младших разрядов счетчика 5. Таким образом, приращение й( может быть определено из уравнения

50

45 где N,

b;2

(13)

- число, (14) младших разрядах

А 2 У

S

содержащееся в S+1

счетчика 5.

В диапазоне (12)

N, X -2 .

(15)

Из уравнений (6), (13) и (15) следует, что

iX

d

(16)

Проинтегрировав дифференциальное уравнение (16), определим число им/ / /

г X

Уст.

ясд

срие.З

фигЛ