Тригонометрический конвейерный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G06G7/22 

Изобретение относится к функциональным преобразователям, обеспечивающим вычисление тригонометрических функций от аргументов, представленных в аналоговой форме и предназначено для использования в приборостроении, управляющих и информационно-измерительных системах.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение области приме- нения за счет возможности представления входного сигнала в аналоговой форме.

На чертеже представлена схема преобразователя.

t Преобразователь содержит счетчик , Дешифратор 2, блок 3 памяти эта- онной константы, алгебраический сумматор 4, регистр 5 памяти, цифроана- логовый преобразователь 6, компара- тор 7, первые фуферные регистры 8.1, 8.2,...,8.N конвейера, вторые буферные регистры 9.1,9.2,.,.,9.N конвейера, D-триггеры 10,1, 10.210.W

конвейера, первые алгебраические сум маторы 11.1, 11.2,...,11.N конвейера, вторые алгебраические сумматоры 12.1, 12.2,...,12.N конвейера.

Преобразователь работает следующим образом.

В основе вычислений тригонометрических функций по методу цифра за Цифрой лежит выполнение этапов I и 2 преобразования. Выполнение эта - па 1 заключается в занесении в D- триггеры 10.1,10.2,...,10.N значений , определяющих режим работы - сложение/вычитание - сумматоры 11.1, 11 .2,...,11 .N и 12.1 ,12.2,...,12.N на втором этапе. Вычисление fi произ- водится в соответствии со следующими уравнениями:

9;и 9, - fjarctg

- sign6;,

где i О,1,2,...,n-l.

Эти уравнения являются базовыми для алгоритма Волдера, в соответствии с которым работает преобразователь. В устройстве они реализуются в следующей эквивалентной форме

,i

-1

9l4. q -Zt;arctg 2 «

i 0

где Cj - аргумент, представленный в

аналоговой форме и поступающий на вход компаратора 7.

Сигнал на выходе компаратора 7 определяет, будет ли следующее значение эталонной константы, хранящейся в блоке 3 памяти эталонной константы, сложено с суммой, накопленной в регистре 5, или вычтено из нее. Таким образом, реализация этапа 1 алгоритма Волдера реализуется в устройстве на основе обычного накапливающего сумматора, все значения текущих сумм, формируемых в нем, сравниваются компаратором 7 с аналоговым входным сигналом и результаты сравнения фиксируются в D-триггерах 10 для последующего использования на этапе 2 вычисления тригонометрических функций.

Выполнение этапа 2 в преобразователе производится по схеме конвей- ера, не нуждающегося в сигналах синхронизации, так как значения Ј, , определяющие режим сложение/вычитание в сумматорах 11 и 12 конвейера, уже сформированы на этапе 1 в D- триггерах 10. Запуск этапа 2 осуществляется по сигналу К,У.2. В конвейере аппаратно реализовано .выполнение следующих рекурентных преобразований :

у;+, У; - ; 2 х;;

f: 2 ;

гтг:

О, х - 1/К, К J П(

™ :

).

В результате работы конвейера на .сумматоре 1.N формируется значение xn costf , а на сумматоре 12.N формируется значение yn sinU) .

Умножение на , т.е. сдвиг на переменное число разрядов, выполняется в устройстве при помощи системы жесткой коммутации перекрестных связей при соединении сумматоров и регистров . В связи с этим у регистров, входяпих в конвейер, и появляется два выхода - один выход предусматривает соединение с одноименными разрядами входа сумматора, а второй выход предусматривает монтажный сдвиг разрядов.

Формула изобретения

Тригонометрический конвейерный преобразователь, содержащий блок памяти эталонной константы, алгебраический сумматор, N (где N 1,2...) ярусов конвейера, каждый из которых включает в себя первый и второй буферные реги- гистры и первый и второй алгебраические сумматоры, причем первый выход первого буферного регистра соединен с первым входом первого алгебраического сумматора, а второй выход подключен к первому входу второго алгебраического сумматора, второй вход которого соединен с первым выходом второго буферного регистра, второй выход которого подключен к второму входу первого алгебраического сумматора, выходы первого и второго алгебраических сумматоров являются соответственно первым и вторым выходами соответствующего яруса конвейера, входы первого и второго буферных регистров

.

10

15

20

3006

явпяются соответственно первым и вто- 1рым входами соответствующего яруса конвейера, РЫХОД блока памяти эталонной константы соединен с первым входом алгебраического сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения путем обеспечения возможности представления входного сигнала в аналоговой форме, в него введены счетчик, регистр памяти, цифроаналоговый преобразователь, де- -шифратор, компаратор, а в каждый ярус конвейера введен D-триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены с входами управления режимом работы соответственно первого и второго алгебраических сумматоров, тактовые входы D-триггеров подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход которого соединен с выходом счетчика и с адресным входом блока памяти эталонной константы, счетный вход счетчика соединен с входом тактирующей синхро- серии преобразователя и подключен к входу записи регистра памяти, выход которого соединен с вторым входом алгебраического сумматора, выход которого подключен к информационному входу регистра памяти и через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является информационным входом преобразователя, а выход компаратора соединен с информационными , входами D-триггеров и с входом управления режимом работы алгебраического сумматора, входы начальной установки счетчика и регистра памяти подключены к первой шине начальной установки преобразователя, входы начальной установки всех буферных регистров конвейера объединены и подключены к вто45 рой шине начальной установки преобразователя.

25

30

35

40

Изобретение предназначено для использования в качестве функционального преобразователя, обеспечивающего ввод аналоговой информации в ЭВМ с конвейерной или традиционной организацией, и может найти применение в приборостроении, в управля их и информационно-измерительных системах. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения путем обеспечения возможности представления входного сигнала в аналоге