Устройство для вычисления синуса и косинуса

 

Союз Советскин

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (()) 781818 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (5 l ) M. Кл.

6 06 F 15/31 (22) Заявлено 29.08.78 (2} ) 2660345/18 — 24 с присоединение(я заявки лй) Ввудврстввняь4 квинтет

СССР нв- делам нзвврвтеннй н втнрьпнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень % 43

Дата опубликования описания 23 11 80 (53) УДК681,14 (088.8) (72) Автор изобретения

Е. Б. Грейэ

Иентральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения Госкомитета гидрометеорологии и контроля природной среды СССР (? l ) Заявитель

I iю ) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СИНУСА И КОСИНУСА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах лля обработки частотно-модулированных сигналов при цифровой фильтрации, а также в преобразователях полярных координат вектора в ортогональные составляющие и обратно.

Известно устройство для вычисления ="èíóñà и косинуса утла, выраженного в двоичном коде, содержащее постоянную память, дешифратор, регистр, два ждущих мультнвнбратора, триггеры, элементы И, блок элементов "исклю- о чающее — или" (11.

Недостаток этого устройства — сложность и большой объем оборудования, так как в нем используется табличная память; кроме того, 15 невозможно одновременно определять значения синуса и косинуса по заданному значению аргумента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления функций синуса и косинуса, содержащее блок памяти, блок коммутации функции, дешифратор и регистры синуса и косинуса, делитель аргумента, блок сложения, блок вы2 читания, блок выборки информации, счетчик остатка, элемент задержки, блок формирования знака функции, коммутатор, триттер и генератор итераций (2).

Недостаток данного устройства — сложность и большой обьем оборудования, что значительно снижает надежность устройства.

Цель предлагаемого изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор, выход которого соединен через делитель со входом счетчика аргумента синуса, и счетчик результата, содержит два умножителя, четыре счетчика и счетчик аргумента косинуса, причем выход генератора соединен через первый счетчик с первым входом первого умножителя, выход которого через второй счетчик подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен со входом счетчика результата непосредственно н со вторыми входами первого и второго умножителей соответственно через третий и четвертый счетчики, вход счетчика аргумента косинуса соединен с выходом делител

J N-, W«. С„(д«) . с

10

8< .1 1ъ

N г у E.

3 7

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1, делитель 2, счетчик 3 аргумента синуса, счетчик 4 аргумента косинуса, счетчики 5 — 8, счетчик 9 результата, двоичные умножители 10 и 11, Устройство работает следующим образом.

По команде "Начальная установка" (шины этой команды на чертеже не показаны) обнуляются делитель 2 (может быть выполнен в виде двоичного счетчика), счетчик 3 аргумента синуса, счетчики 5 и 7, счетчик 9 результата.

В счетчики 6 и 8 записывается число c„=cannot

В счетчик 4 аргумента косинуса записывается

74" код, соответствующии значению аргумента — °

Затем команда "Начальная установка" снимавтся. Импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход делителя 2 и на вход счетчика 5.

Частота генератора 1. есть величина постоянная

= pOAQt., 1

Коэффициент деления делителя 2 выбирают равилем дискретности приращения аргумента и определяют выбранной точностью вычисления

К= hX = СОПЯ

Тогда количество импульсов на входе дели теля 2 пропорционально квадрату приращения " аргумента, а количество импульсов на выходе делителя 2 пропорционально приращению аргумента. Например, если Ь = 2, то (д, «) = 4, при этом К = 2. Импульсы с выхода делителя 2 поступают на суммирующий вход счетчика 3 и на вычитающий вход счетчика 4.

Так как количество этих импульсов пропор— ционально числу приращений аргумента, то в счетчике аргумента 3 синуса код пропорциона лен эначеййй х, а в счетчике аргумента 4 косинуса код пропорционален значению ($-к)

На вход счетчика 5, как указывалось выше, йа каждое приращение ах поступает количество импульсов, равное (а к ). Количество

2. ймпульсов на выходе" двоичного умножителя

10 равно где IV — количество импульсов двоичного ф.Ъ умножителя 10;

Ц вЂ” количество импульсов в счетчике б, выходы которого связаны с первымн входами двоичного умножителя;

М вЂ” количество Омпульсов в счетчике 6, 2выходы которого связаны с вторыми входами двоичного умножителя 10;

Š— емкость счетчиков 5 и 6. Е "Сопя и

Тогда на первое приращение ах., на выхо81818 4 де двоичного умножителя 10 — 4 импульсов

1д

N (>>) С 10 Е

Импульсы с выхода двоичного умножите5 ля 10 поступают на вход счетчика 7. Количество импульсов с выхода двоичного умножитеas 11

Это количество импульсов поступает в счетчик 9 результата, на вычитающий вход счетчика 6 и на суммирующий вход счетчика 8. Так

15 как при х=О, g--c фью О то

1 (а«) С„(а У <)

2 2.

E E т.е. количество импульсов на выходе двоичного

2р умножителя 10 пропорционально приращению (yy ) при приращении аргумента в счетчик ке 3

1Ъ = K ДУ К = сОг1

11 1 1

Выбором соответствующеи емкости счетчиков 5 — 8 легко получить такое соотношение, что за каждое приращение аргумента дк. число М будет или равно О, или равно 1, Тогда

5O H = t4„„..= К„ЛУ

Следовательно, по окончании первого приращения дХ„. код в счетчике 9 результата равен

К„ьу„- к„ коды в счетчиках 6 и 8 равны соответственно (С вЂ” К. у) и (c+К. у) °

Аналогично функционирует устройство и при последующих приращениях а«., Например, по окончании второго приращения.AX в счет40 чике 9 результата записано число

1 2.

-1 а в счетчиках 6 и 8 соответственно записано

45 (С вЂ” К ° У ) И (< +К М )

2,. 1 2.

Так как значение аргумента в счетчике 3 изменяется от О до (а в счетчике 4

0 2 от до 0 ), то предлагаемое устройство

Х позволяет получать значение функции g--$йчх и y -egg х для любого значения аргумента х. При этом квадрант, в котором находится аргуМент и, соответственно, знак функции определяется известными способами, например давлением число-импульсного кода аргумента на код с помощью счетчика емкостью, соответ, Я ствующей . Количество переполнений этоro счетчика показывает квадрант, в котором на. ходится значение аргумента О ф Н g <, Составитель Н. Палеева

Техред Н, Бабурка

Редактор И; Николайчук

Корректор М. Вигула

Тираж 751

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8136/54

Подписное — ЮЮЮИЮ

Филиал ППЙ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 7818

Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в упрощении для вычисления функций синуса и косинуса и.повышении его надежности. При этом повышение

3ъ точности в 2 раз увеличивает оборудование только в и раэ, а скорость вычисления функций синуса и косинуса определяется фактически только скоростью (частотой) поступления импульсов аргумента с генератора или с внешних устройств. 10

Формула изобретения

Устройство для вычисления синуса и косинуса, содержапцее генератор, выход которого 15 соединен через делитель со входом счетчика аргумента синуса, и счетчик результата, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упро18 6 щения устройства, оно содержит два умножйтеля, четыре счетчика и счетчик аргумента косинуса, причем выход генератора соединен через первый счетчик с первым входом первого умножителя, выход которого через второй счетчик подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен со вхо. дом счетчика результата непосредственно и со вторыми входами первого и второго умножителей соответственно через третий и четвертый счетчики, вход счетчика аргумента косинуса соединен с выходом делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции У 2175237,кл. G 06 F 7/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР У 531161, кл. G 06, F 15/34, 1976 (прототип) .