SU1381498A1 - Логарифмический преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  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 изобретени  - повышение точности устройства - достигаетс  за счет введени  управл емого счетчика, шифратора, элемента И и соответствующих св зей. 4 и.п., 1 табл.

Description

со

00

4

СО

оо

Изобретение относитс  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 изобретени  - повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена структурна  схема логарифмического преобразовател ; на фиг. 2 - схема управл емого счетчика; на фиг. 3 - схема блока вычитани ; на фиг. А - схема шифратора .

Логарифмический преобразователь (фиг. 1) содержит триггер 1, элемент И 2, блок 3 вычитани , элемент ИЛИ 4 счетчик 5, группу 6 элементов И, управл емый счетчик 7, шифратор 8 и счетчик 9.

Число выходов р зр дов управл емого счетчика 7 равно т, входного счетчика т+1, а счетчика 9 - р+1, где 2 - вес старшего разр да счет чика 9 в результате преобразовани . В состав управл емого счетчика 7 (фиг. 2) вход т элементы И 10,-10 + счетные триггеры 11,-11г„и элементы ИЛИ 12,-12.

В состав блока 3 вычитани  (фиг. 3) вход т JK-триггер 13 и элемент И 14.

Структурна  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 состо ние. При этом триггер 13 блока 3 вычитани  устанавливаетс  в единичное, а триггер 1 - в нулевое состо ни .

При нулевом состо нии триггера 1 элемент И 2 закрыт. Импульсы,поступающие на информационный вход логарифмического преобразовател , проход т на вход счетчика 5. При дости5 значени  единичное

состо ние и элемент И 2 открываетс . Здесь S принимает любое значение из р да О, 1, 2, ..., ш в зависимости от того, к какому разр ду счетчика 5 подключен пр мой вход триггера 1 .

жении числом в счетчике 2 триггер 1 переходит в

Выходные сигналы шифратора 8 однозначно определ ютс  числом, содержащимс  в счетчике 5. Причем уровень логической единицы в каждый момент времени присутствует только на одном из ее выходов в зависимости от того, сколько нулей подр д содержитс  в старших разр дах счетчика 5. Соответствие между входными и выходными сигналами шифратора 8 приведено в таблице, где bg, b, , ..., значени  разр дов числа, содержащегос  в счетчике 5 в двоичном коде; Сд, С,, ..., С - значени  выходных сигналов блока 8 выделени ; - безразличное значение разр да.

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 состо ние.

Так как перед началом работы преобразовател  счетчик 5 устанавливаетс  в нулевое состо ние, то число, возрастающее в нем в процессе преобразовани , можно представить в .виде

X

i-O

Ь;2

(2)

Из уравнени  (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 управл емом счетчике 7 открыт элемент И , . При этом все остальные элементы И, вход щие в его состав,закрыты. Следовательно , при Сд 1 в работу включены

триггеры llm-g -i 11m управл емого счетчика 7, т.е. он работает в режиме S-разр дного дво- ичного счетчика.

Управл емый счетчик 7, группа 6 элементов И, счетчик 5 и элемент ИЛИ 4 составл ют управл емый число- импульсный умножитель. При Cg 1

в работу число-импульсного умножител  включены S старших разр дов счетчика 7 и S младших разр дов счетчика 5. Следовательно, приращение dc;

числа выходных импульсов (jf число-импульсного умножител  (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, содержащеес  в S

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

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

значение разр да N,

с весом 2.

Таким

образом, в диапазоне (1) результат преобразовани  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) изменени  значений х, определим.

подставив X 2

S+

в уравнение (9):

i, .

(11)

N,

- 2

Импульсы с выхода элемента ИЛИ 4 поступают на вход блока 3 вычитани , 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 вычитани  в диапазоне (1), как функцию от числа х:

li5,s+«

J

( -- j 2

5,

2

1 In 25

Импульсы с выхода блока 3 вычитани  поступают на вход управл емого счетчика 7, в котором фиксируетс  дробна  часть результата преобразовани  Np. Цела  часть Np фиксируетс  в счетчике 9, который осуществл ет подсчет импульсов переполнени  счетчика 7. Веса разр дов Np указаны на фиг. 1. При GS 1 входные импульсы управл емого счетчика 7 проход т

20

Рассмотрим работу логарифмического преобразовател  в диапазоне

S + I 2

(12)

4  ,

6)

25

рез

30

Из уравнени  (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 управл емом счетчике 7 открыт элемент И . Все остальные элементы И, вход щие в его состав, закрыты. Следовательно, при в работу включены триггеры

GS., 1

40

11

IY1-S

11

i-n-5+1

11 управл емого

счетчика 7, т.е. он работает в режиме (S+1)-разр дного двоичного счетчика. 35 в работе управл емого число-импульсного умножител  при 1 задействовано S+1 старших разр дов счетчика 7 и S+1 младших разр дов счетчика 5. Таким образом, приращение й( может быть определено из уравнени 

50

45 где N,

b;2

(13)

- число, (14) младших разр дах

А 2 У

S

содержащеес  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.

 сд

срие.З

фигЛ

Claims (2)

1. Формула изобретения (12),

   5+1,6+1 j dy

   О

   S4 I (17) ^У5 + 1 ,6 + 2
2. 2 ⁵⁺'

   Еп (18)

   1 импульсы с выхода поступают на вход тригвыходной сигнал которого с . Таким образом учитызафиксированный в конце диапазона

   При С , блока 3 вычитания через открытый элемент И Ю_т.₅ ^гера 11_w._s, определяет значение разряда N_B о -CS + ¹ ) _ _ · весом 2 вая результат, счетчиках 7 и 9 в (1), получим

   N (S+1 , S+2) = y_ p ’ ¹6 + 1 (19) где Np (S+1, S+2) результат преобразования в диапазоне (12).

   Подставив в уравнение (19) значения у ₅₊₎ и γξτ;—₂~ ^из Уравнений (11) и (18), имеем

   Np(S+1, S+2) ^!'Г (20)

   Продолжая доказательство, к выводу, что придем (21)

   Ч 5 _ м+1 во всем диапазоне 2 < х < 2 изменения значений числа входных импульсов .

   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, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены 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 вход 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 нения которого входом второго выходы первого с входами шифратора, соединены с информационными входами управляемого счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами элементов И группы, выходы управляемого счетчика и второго счетчика соединены соответственно с выходами дробной и целой частей функции преобразователя .

   , выход переполсоединен со счетным счетчика, разрядные счетчика соединены выходы которого

   Ьщ b_m_. bm-j Ьщ - з b, bo C_m ^cm-i Cm - э C, Co 0 о о 0 . . . . . 0 0 0 0 0 0 . .. . ,.0 0 0 0 0 0 . . . . . 0 1 0 0 0 0 .. . . .. 0 1 0 0 0 0 . .. . . 1 X 0 0 0 0 .. .. , . 1 0

   Продолжение таблицы

   Ь« Ь_ж.« Ьгч». j ь, Ь_е 0 0 0 1 . .. . X 0 0 1 X . . . . X 0 1 X X . . . . X 1 X X X . . . . . X X

   Сп, С_т. с , 1 m· 1 С_го., С, ^0 0 0 0 1 ..... 0 0 0 0 1 0 ... ’.. 0 0 0 1 0 0 ..... 0 0 1 0 0 0 ..... 0 0

   фи» /

   Сриг.З фиг А