Предлагаемое устройство относитс к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано при построении преобразующих и арифметических устройств , а также в цифровых анализаторах спектра. Известно устройство дл выполнени операции потенцировани чисел l, содержащее масштабный преобразователь, триггер характеристики, элемент И и генератор тактовых импульсов. Недостатком известного устройства вл етс его больша сложность, большой объем аппаратуры и относительно невысока точность. Наиболее близким техническим реше- нием вл етс устройство 2J дл выполнени операций логарифмировани и потен цировани , содержащее первый регистр сдвига, счетчик, элемент И, входы кото рого соединены с выходами счетчика, триггер, первый вход которого соединен с выходом элемента И, блок запрета и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом блоке запрета, второй вход блока запрета соединен с выходом триггера, а выход соединен с первыми входами счетчика и первого регистра сдвига. Недостатком известного устройства вл етс относительно невысока точность и неравномерность распределени относительной погрешности по диапазону изменени аргумента, что вл етс следствием аппроксимации логарифмической кривой участками пр мых. Предлагаемое устройство отличаетс тем, что оно содержит регистр, второй регистр сдвига, сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго регистра сдвиге, блок умножени и элемент задержки, выход которого соединен с первым входом блока умножени , второй вход которого соединен с выходом сумматора , а выход соединен сю вторым входом первого регистра сдвига и с третьим входом блока запрета, первый выход регистра соединен с вторыми входами счетчика и триггера, второй выход регистра х единен со входом регистра сдвиг а, вторым входом сумматора и входом элемента задержки. Сущность предлагаемого изобретени заключаетс в том, что потенцирование мантиссы осуществл етс за счет аппроксимации по методу наименьших квадратов , а потенцирование характеристики сводитс к переносу зап той. Блок-схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Выход генератора тактовых импульсов 1 подключен к первому входу блока запрета 2, второй вход которого соединен с выходом триггера 3 Первый вход триггера 3 соединен через элементы И 4 с выходами счетчика 5, Выход блока 2 запрета соединен с первым входом первого регистра сдвига 6 и с первым входом счетчика S, второй вход которого соединен с выходом 7 регистра 8 и со вторым входом триггера 3 Число, заданное в двоичном коде и логарифмическом масштабе, записываетс в регистр 8, в котором разбиваетс на две части - целую и дробную (характеристику и мантиссу). Выход 9 регистра 8 подклю чен ко входу второго регистра сдвига 1О выходы которого подключены к первым входам сумматора 11, Второй вход сумм тора соединен с выходом 9 регистра 8 и через элемент задержки 12 к первому входу блока умножени 13, второй вход которого соединен с выходом сумматора 11. Выход блока умножени 13 соединен со вторым входом первого регистра сдвига 6 и с третьим входом блока запрета 2 Работа предлагаемого устройства закшочаетс в следующем. Значение ман .тиссы с выхода 9 регистра 8 в параллельном коде записываетс в регистр 10 сдвига, и сдвинутое на два разр да anpa во,, в сумматор 11, в котором производитс сложение с посто нным числом 0,6484. Сдвинутый на четыре разр да в регистре Ю- сдвига код мантиссы прибавл етс к накопленной сумме в сумматоре 11. В следующем цикле код мантиссы в регистре 1О сдвига на один разр д и повторно прибавл етс к накопленной сумме в сумматоре 11. В следующем цикле код мантиссы в регистре 1О сдвигаетс на один разр д и повторно прибавл етс к накопленной сумме в сумматоре 11. Сумма с выхода сумматора 11 записы ваетс в блок 13 умножени . Значение кода мантиЪсы с выхода регистра 8, задержанное в элем/анте 12 задержки на врем накоплени суммы в сумматоре 11, умножаетс в блоке 13 и к результату прибавл етс число . Число с выхода блока 13 переписываетс в регистр 6 сдвига, и одновременно подаетс команда разрешени на вход блока 2 запрета. Импульсы с генератора тактовых импульсов 1 через блок 2 запрета поступают на шину вычитани счетчика 5, на вход которого в параллельном коде записано значение характеристики, и на ишну сдвига регистра б сдвига тактовых импульсов , и сдвигают код на число тактов, равное величине характеристики. Дл этого выходы разр дов счетчика 5 подключены к входам элемента 4 И . При числе тактов, равном величине характеристики, на выходе элемента 4 И образуетс импульс , переключающий триггер 3 в единичное состо ние. При этом блок 2 запрета закрываетс . С поступлением каждой выборки входного сигнала триггер 3 сбрасываетс в исходное состо ние. В результате в регистре 6 сдвига формируетс двоичный код числа, равный искомому антилогарифму входного сигнала. На чертеже показана аппаратурна реализаци дл вычислени функции Y -2. , т.е. дл потенцировани величины X О по основанию два. Представим X в виде суммы: . где х ндела jxJ Z - дробна части числа X Аппроксимируем функцию Y полиномом P(Z) степени И . В цел х упрощени аппаратурной реализации степень И аппроксимирующего полинома выбираем возможно более низкой, лишь бы мак- симальна относительна погрешность где СГ -некоторое заранее выбранное малое число, котора должна вычисл тьс с учетом погрешности округлени на К -разр дном регистре. Коэффициенты полинома определ ютс , по методу наименьших квадратов, т,е, из услови минимизации суммы: Е -P(Z, soL где Z -RT Если зададим, например, значени (J 0,5 %, К 8, hi 20, то получим И 2 и P(,343 2 + 0,650 Z + 1,003 « 0,34375 Z + 0,6484375 Z 1 - 0,01011 5, 0,10100110 2) Z + 1. В этой формуле коэффициент О,343 х 0,р101011111 (2) заменен наО,34375 О,О1О11; что поз13о;шет без существен56330176
ных потерь точности значительно упрос-фициента аппроксимирующего полинома,
тить устройство; заменить умножение ZУказанное упрощение умножени осущестна этот коэффициент трехкратным сложе-вп етс в устройстве регистром 10 сдвинием Z со сдвигами (сначала-со сдви-га и сумматором И. В таблице приведегом на два разр да вправо, затем - на I четыре, затем - на п ть разр дов). Аналогично округлены два остальных коэфны значени относительной погрешности при аппроксимации функции 2 полиномом второй степени.
O.IIIOIOIOIOOIO
Это число поступит на первый вход блока 13 умножени , а на второй его
1+О,1О11011О1О1О1 так как в исходном состо нии блок 13 умножени содержит не О, а 1, На