Устройство для вычисления тригонометрических функций синуса и косинуса

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено 02.07 76 (21) 2380481/18-24 (33) 616633 (51) М. Кл.

G 06 F 15/34 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Соавтв Министров СССР . во делан изооретеннй и 9TKpt ITCH (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.07.78. Бюллетень № 2, (53) УДК

681.325 (088.8) (45) Лата опубликования описания 23.06.78 (72) Авторы изобретения

И. Т. Тренкин, В. М. Егоров и О. А. Алексеев (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ

ФУНКЦИЙ СИНУСА И КОСИНУСА

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано, например, в специализированных вычислительных. и управляющих машинах, где требуется цифровое преобразование тригонометрических функций;

Известно устройство для вычисления тригонометрических функций, имеющее достаточно большой объем оборудования в части запоминающих устройств и сложную конструкцию (13.

Поэтому использовать зти устройства для решения каких-либо частных задач нецелесообразно.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифровой вычислитель функции синуса и косинуса, содержащий счетчик аргумента, формирователь кода начального приращения, регистр приращения, накапливающий сумматор, коммутатор кодов и дешифратор, причем выход счетчика аргумента соединен с первым входом дешифратора и через формирователь кода начального приращения с первым входом регистра приращения, второй и третий входы которого подключены к входу коммутатора кодов и выходу дешифратора, а выход— через накапливающий сумматор, к второму входу дешифратора, третий вход которого соединен с выходом коммутатора кодов (23.

Целью изобретения является получение значения обрь ных функций синуса и косинуса.

5 Лоститается зто тем, что в устройство введены блок определения знака угла, сумматор, блок вычисления кода угла, блок выдачи информации и три блока сравнения, причем вход блока вычисления кода угла соединен с выходом счетчика аргумента и первыми входами первого и второго. блоков сравнения, выход блока вычисления кода угла подключен к первому входу блока выдачи информации, второй вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора и первым входом третьего блока сравнения, второй вход первого блока сравнения через сумматор подключен к выходу блока определения знака угла и второму входу второго блока сравнения, выходы всех

20 блоков сравнения соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами блока выдачи информации.

На чертеже дана блок-схема устройства.

В ее соснов входят счетчик аргумента 1, 25 формирователь кода начального приращения

616633

2, регистр приращений 3, накапливатощий сум- матор 4, дешифратор 5, коммутатор кодов 6, блок вычисления кода угла 7, блок выдачи информации 8, блок определения знака угла 9, сумматор 10, блоки сравнения 11, 12, 13, вхо ды 14- 21 и выходы 22 — 24.

Устройство работает следующим образом.

На вход 14 счетчика аргумента 1 поступает периодическая последовательность импульсов ттриращения аргумента, каждый импульс которой соответствует изменению угла на 1 . В счетчике 1, рассчитанном на 90 дискретных состояний, накапливается код нарастающего значения угла и через 90 входных импульсов коды счетчика 1 периодически повторяются. В моменты перехода счетчика 1 через нуль, фор1S мирователь кода начального приращения 2 формирует код начального приращения синуса, равный значению синуса 1 . Этот код записы1 вается в регистр приращений 3 и далее синхронно с работой счетчика 1 периодически выдается в накапливающий сумматор 4, в регистре которого будет содержаться код текущего значения сйнуса угла. Код приращения в регистре приращений 3 остается постоянным до тех пор, пока значение синуса в накапливающем сумматоре 4 остается в пределах заданной точности.

Если нри следующем шаге суммирования приращения ожидается выход кода синуса эа пределы заданной точности, производится увеличение или уменьшение кода приращения в ре.30 гистре 3 на единицу младшего разряда, по сигнагам дешифратора 5, которые подаются, соответственно, на входы суммирования или вычитания регистра 3, Дешифратор 5 выявляет по кодам счетчика аргумента 1, накапливающего сум35 матора 4 и состоянию коммутатора кодов 6, и которых необходимо изменение приращения.

В зависимости от знака изменения приращения дешифратор 5 выдает сигналы. по одной иэ двух

<о шин в регистр приращения 3, переключающих его сумматор на соответствующий режим.

На -вход 15 блока 9 нолаетсл код заданного угла, а на вход 16 — код постоянного угла

? 80 .

4>

Если заданное значение угла не превышает о

90, его кол выдается с выхода блока 9 без изменения на сумматор 10, в противном случае в блоке 9 производится вычисление кода числа (180 — « « «,7), где ч«. — заданное значение угла (аргумента) .

О so

Далее на сумматоре 10 производится дополнительно операция по вычислению кода чисо ла (90 — 9, ), где 4 — приведенное зна.,чение кода угла, поступающее на оллн иэ вхо55 двв сумматора. С выхода блока 9 код постоянного значения угла 90 поступает на вход 17.

Блоки сравнения 11 и 12 формируют сигналы выдачи кодов косинуса и синуса, соответ".твенно, flo моментам совпадения коЛов счет60 чика аргумента 1 с выходными кодами блоков

9 и 10, поступающими на входы блоков 11 и 12.

Блок сравнения 13 формирует сигнал выдачи кода угла при обратном преобразовании по моменту равенства кодов на ее входах: на вход 18 поступает заданный код функции, на второй вход — код накапливающего сумматора

4 блоком вычисления кода угла 7, на вход 19 которой подается код постоянного угла 90,на вход 20 — код знаков синуса и косинуса и на один иэ входов — код счетчика аргумента 1 производится вычисление истинного значения кода угла в зависимости от квадрантов, которые имеют диапазоны изменения аргумента: от

0 до 90 ; от 90 до 180; от 0 до -90 и от

-90 до -180 .

Выдача кодов синуса; косинуса и арксинуса (аркосинуса) осуществляется блоком вьтдачи информации 8 по выходам 22 — 24. На входы ее подаются: код сумматора накопителя 4, код блока 7, управляющие сигналы блоков. сравнения 11, 12 и 13, а также код признака квадранта на вход 21, в зависимости от которога выдается прямой или дополнительный код.

Логический синтез дешифратора S производится на основании всех кодов, соответству-. ющих четьгрем состоящим коммутатора.

Схемная реализация подобного . дешифратора 5 сводится к двенадцати схемам трех или четырехвходовых схем И, одной схемы И на пять входов и одной схемы объединения ИЛИ на тринадцать входов.

Такое построение дещифратора, на входы которого информация поступает от счетчика аргумента 1 (текущее значент?е угла), от коммутатора б (информация об узловых точках), . с накапливающего сумматора 4 (текущее значение функции синуса), значительно упрощает структуру дешифратора 5 и соотвсгственио сокращает колтгчество оборудования, Предлагаемое устройство позволяет опреде* лять как значения тригонометрических функций по заданным углам, так и значения угла по заданным фуикциям. Оно выгодно отличается от известного устройства и позволяет экономить оборудование на 30 — 48% по сравнению с известным без учета i;«ней вывода информа- ции прототипа. ч> «р мун» изобретения устройство л:<я выли«пения т>игонометрических функций .синуса lj косинуса, содер>кащее счетшк аргумента, .формировагень кода начального приращения, регистр приращения,.наканливаюггшй сумматор, коммутатор кодов и дешифрвтор, причем выход счетчика аргумента соеди«"«н с первым входом лешифратора и через фор