Логарифмический преобразователь
ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРЛЗ6ВАТЕЛЬ , содержащий число-импульсный умножитель, вход преобразователя, соединен с первым информационным входом,блока вычитания и с входом первого, счетчика, информационный выход которого подключен к управляющему входу число-импульсного умножителя, выход которого соединен с вторым информационным входом блока вычитания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона значений входных кодов, в него введены делитель частоты, счетчик результата, второй счетчик и триггер /1РЯМОЙ выход которого соединен с управлшо1цим входом блока вычитания , выход которого подключен к информационному входу делителя частоты , выход второго счетчика соединен с управляющим входом делителя частоты, выход которого подключен к входу счетчика результата и информационному входу число-импульсного умножителя, выход переполнения первого счетчика соединен с входом «торого счетчика и с прямым входом . триггера.
СОЮЭ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
Я51) 6 06 F 7 556
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3433927/18-24 (22) 10.03.82 (46) 23.08.83, Бюл. Р 31 (72) В.Б.Лудыкевич и Л.В.Мороз (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола (53) 681.325 (088 ° 8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССРР 572783, кл. G 06 F 7/38, 1977.
2. Воробель Р.A. Методы построения цифровых измерителей частоты на основе преобразования типа "логарифм-антилогарифм";-В кн.:
Методы и аппараты для измерения сдвига фаз. Красноярск, 1980, с. 79-83(прототип). (54) (57) ЛОГАРЙФМЙЧЕСКЙЙ ПРЕОБРАЗОВАТКЛЬ, соде ржащий число-импульсный умножитель, вход преобразователя, соединен с первым информационным входом .блока вычитания и с входом первого счетчика, информационный выход которого подключен к управляющему входу число-импульсного умножителя., выход которого соединен с вторым ийформационным входом блока вычитания, о т л.и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона значений входных кодов, в него введены делитель частоты, счетчик результата, второй счетчик и триггер, - прямой выход которого соединен с
-управляющим входом блока вычитания, выход которого подключен к информационному входу делителя частоты, выход второго счетчика соединен с управляющим входом делителя частоты, выход которого подключен к Е
Я входу счетчика результата и информационному входу число-импульсного умножителя, выход переполнения первого счетчика соединен с входом второго счетчика и с прямым входом ,триггера.
1037248
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может . найти применение при воспроизведении логарифмической функции от величины, заданных в виде частоты, интервалов времени либо число импульсов.
Известно устройство для воспроизведения логарифмической функции, содержащее счетчик, число-импульсный умножитель, элемент задержки, 10 элемент ИЛИ и блок умножения f 1).
Недостатком известного устройства является узкий диапазон входных кодов, для которых вычисляется значение натурального логарифма. 15
Наиболее . близким по технической сущности к предлагаемому является . устройство, содержащее в режиме вычисления логарифмической функции схему вычитания число-импульсных последовательностей, счетчик и число-импульсный умножитель 1 2).
Недостатком известного устройст- ва является узкий диапазон изменеНИЯ ВХОДНЫХ КОДОВ ДЛЯ KOTOPblX B6I-. числяется значение логарифмической функции. Б данном устройстве функция логарифма воспроизводится для входных кодов, значения которых лежат в интервале и „ -2N,ãäå N емкость счетчика и счетчика-делителя число-импульсного умножителя.
Цель изобретения — расширение диапазона значений входных кодов.
Поставленная цель достигается тем, что в логарифмический преобра- 35 зователь, содержащий число-импульсный умножитель, вход преобразователя соединен с первым информацион ным входом блока вычитания и с входом первого счетчика, информацион- 40 ный выход которого подключен к управляющему входу число-импульсного умножителя, выход которого соединен с вторым информационныл входом блока вычитания, в него введены делитель частоты, счетчик результата, . второй счетчик и триггер, прямой выход которого соединен с управляющим входом блока вычитания, выход которого подключен к информационному входу. делителя частоты, выход второго счетчика соединен с управляющим входом делителя частоты, выход которого подключен к входу счетчика результата и информационному входу число-импульсного углножителя, выход переполнения первого счетчика соединен с входсйм второго счетчика и с прямым входом триггера.
На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. 6О
Устройство содержит блок 1 вычитания, триггер 2, делитель 3 частоты, счетчйк 4 результата, число-импульсный умножитель 5, первый и второй ,счетчики б и 7. 1 65
Перед началом работы триггер 2, делитель 3 частоты, счетчикй 4, 6 и
7 и число-импульсный умножитель 5 находятся в нулевом состоянии.
Пускай на вход устройства поступает поток импульсов, заданный в виде приращений dg . Поскольку блок
1 вычитания закрыт по управляющему входу, то импульсы поступают только на вход счетчика 6 ° Если на вход счетчика б поступит
dz = ††> (2)
cj и где dz — приращения на выходе делителя 3. частоты, и — число переполнений счетчика б, либо число импульсов, поступивших с выхода переполнения счетчика 6 на вход счетчика 7.
Отметим, что конструктивное Выполнение делителя 3 частоты может быть реализовано на схеме сравнения кодов и счетчике итераций..
Поскольку в данном случае n = 1, то dz=dy. Импульсы с выхода делителя 3 частоты поступают на вход счетчика 4 результата и на вход числоимпульсного умножителя 5. Приращения dq на выходе число-импульсного умножителя 5 формируются в.соответствии с уравнением
d = — dz
И6
КР (3) или в данном случае для и =1
6 6 (4)
Число-импульсный умножитель 5 представляет собой цифровой интегратор, реализующий функцию (3) и может быть выполнен в различных вариантах, например двоичном микросхемы типа SN7497, SN5497, К155ИЕ8, 133ИЕ8 (СССР), 7497PC(BHP) двоично-десятичном — ЗИ74167(СВАЕ, 74167РС (BHP) и.N =КР
6 (1) импульсов где К вЂ” основание системы счисления (для двоичного счетчика .
K=2, для двоично-десятичного счетчика K=10); Р— число разрядов двоичного счетчика, либо число декад двоично-десятичного счетчика соответственно, то счетчик. б переполнится и импульс переполнения включит триггер 2 в единичное положение.
Следовательно, откроется блок 1 вычитания, а на управляющий вход делителя 3 частоты со стороны счетчика 7 поступит единица.
Поток импульсов с выхода блока 1 вычитания, заданный в виде приращений ду поступает на вход делителя
3 частоты. Делитель 3 частоты реализует функцию
1037248 или
30 и = К ° ln р х (18) КР
dz= 4 ь к ьь х
Для п = 1 (8) 35
40,Это объясняется тем, что в устройстдг
2 (12) 45 частоты следования выходных импуль-, сов, ее можно уменьшить путем введения дополнительных делителей часто50.ты на выходе блока вычитания. B этом случае погрешность флуктуации уменьь55
ВПИИПи Заказ 6011/50 Тираж 706 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4
Пмпульсы с выхода число-импульс ного умножителя 5 поступают. на вход блока 1 вычитания, первый вход которого подключен к входу устройства и входу счетчика б. Блок
1 вычитания реализует алгоритм
4у дк - d
У (5) и конструктивно может быть выполнено, например, на одном триггере и элементе И.
Уравнение (2) с учетом (3) и (5) в общем случае может быть записано в виде
КР
d =,, g>, (7) Учитывая, что для Кр х "2Кр, т.е. и с х и =1 dx= Х-К
6 KP
Подставив (8) в (7) получим
КР
dz (э) или
"4= К . 1и (10) к «а х 2 к
P. p где 84 — число, зафиксированное в счетчике 4 результата.
Таким образом, до второго переполнения устройство воспроизводит функцию (10).
При поступлении на вход устройства числа импульсов
Н = 2.КР (11) делитель 3 частоты будет реализо,вать функцию а на вход счетчика 4 результата будет поступать приращение
P ь* - —,- — ---,— ь ь. (1з)
2 К М6
М Ъ учитывая, что в это время в счетчике б будет фиксироваться число
N = Jhx x-2KP (14)
6 „р получим, что и в этом случае, КР
dz = 4х (15) l5
N = к ° I rl— х
4 (16)
Аналогично, для любого И число в счетчике 6 будет равно
N =x- n КР
6 (17)
С учетом (6) получим что для любого 1 число в счетчике 4 будет равно
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет воспроизвести функцию логарифма для х » 2 Кр
Отметим, что. если число импульсов представить в виде x=f; где f частота входных импульсов, С вЂ” время преобразования, то становится очевидным, что предлагаемое устройство пригодно для преобразования -частотных или временных сигналов в широком диапазоне изменения аргумента. Кроме того, в предлагаемом устройстве сохраняется такое ценное свойство известного устройства как обработка входных сигналов в реальном времени. Следовательно, устройство можно использовать в качестве и цифрового генератора логарифмической функции времени.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным определяется широким диапазоном изменения аргумента, заданного в виде числа импульсов, частоты либо интервала времени. Кроме того, предлагаемое устройство для значений х > 2 Кр будет иметь более высокую точность преобразования, чем в диапазоне К <х 2 K.
Р,, P ве, как и,в базовом объекте, используются число-импульсные умножители, для которых характерна флуктуация шается. Отсюда следует, что дополнительное введение делителя частоты позволяет наряду с расширением диапазона возможных значений аргумента, уменьшить погрешность преобразования.
