ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО для ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ Советский патент 1973 года по МПК G06G7/22 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может бьтть использовано для решения широкого круга задач в составе навнга1цион1ного контрольно-измерительного оборудования и в различных моделирующих установках.

Известен сннусно-косинусный функциональный Преобразователь, содержащий реверсивный очетчик, преобразователь частоты в код, блок определения интервала, датчики образцовых частот, блак выдачи результатов, дешифратор, делитель частоты, частотно-имнульсные следящие блоки и логические схемы.

Недостатком устройства является низкая точность воспроизведения синуснокосинуоных зависИМОстей, обусловленная погреш ностямн преобразователя частоты в код и нелэттей-ных преобразова ний.

Целью изобретения является повышение точности частотно-имшульсного устройства при сохранении непрерывного характера обра.боткн и;1|формации.

Для вьшолнения этой цели предложенное устройство содержит логическую схему, входы которой подключены к одному из выходов делителя частоты и к выходу старшего разряда преобразователя частоты в код, и четыре груипы им1пульсно-потен;циальных схем «И, потенциальные входы которых соединены с выходами дешифратора блока определения и:нтервала. Импульсные входы двух гр}топ подключены к выходам первого датчика образцовых частот, а выходы через схемы «ИЛИ подсоединены к потенциальным входам двух дооолнительных им пyльcнo-iпoт€нциальных схем «И, ИМ1пуль:сные входы которых Нодключены к выходу логической трнггерной схемы, а выходы через хемы «ИЛИ соединены с первыми входам1и реверсивных

счетчн:ков частотно-импульсных следян1,нх блоков. Им1пульсные входы двух других имтульсно-потеициальных схем «И соединены с выходами второго датчика образцовых частот, а их выходы через схемы «ИЛИ подключены ко вторым входам реверсивных счетчиков частотно-им пульоных следящих блоков. Два входа блока выдачи результатов соединены с потенцмальными выходами двух младших разрядов преобразователя частоты в код

блока апределения интервала.

На фиг. 1 иредста.влена схема устройства, которое содержит блок определения интервала J, состоящий из преобразователя частоты в код 2 и дешифратора 3, датчик образцовых

частот 4, логические схемы 5, нмпульсно-потенциальные схемы «И 6, 7, схему «ИЛИ 8, датчик образцовых частот 9, схемы «ИЛИ W, 11, частотно-имлульсные следящие блоки 12, 13, блок, выдачи результатов 14, реверсивные счетчики 15 и делители частоты 16; нэ фиг. 2 пОКазаиы выходные сигналы устройства; на фиг. 3 - график иапользования параметров линейных участков для образовання функций Zj - sin X, Zj созл:. Вход FK устройства подключен ко входу иреобразователя 2 блока определения интервалов /, соединенаого остальными входаМИ с шинами опорных частотных составляющих (/0/2;) с делителя частоты. Потенциальные входы первых двух разрядов преобразователя 2 соединены со входами блока выдачи результатов 14, а остальные - со входами дешифратора 3 участков атапроксимации, подключенного выходом к потенциальным входам четырех грмпи схем «И 6, импульсные входы которых соединены с выходами датчиков 4 и 9, входы которых подключены к шинам опорных частотных составляющих. Частотный выход последнего разряда преобразователя 2 подключен ко входу логической схемы 5, соединенной вторым входом с шиной опорной частотной составляющей, а выходом - с потенциальными входами двух схем «И 7. Импульсные входы последних через схемы «ИЛИ 8 подключены к выходам двух групл схем «И 6, а выходы - ко входам схем «ИЛИ 10, 11. Второй вход схемы «ИЛИ 10 через схему «ИЛИ 8 .подключен к выходам третьей группы схем «И 6, а выход - к суммирующему входу счетчика 15 частотно-нмтульсного блока 12, управляющего делителями частоты 16. Выход схемы «ИЛИ 11, второй вход которой соединен с выходом следящего частотно-импульсного блока 13, подключен к вычитающему входу ее счетчика 15. Его суммирующий вход через схему «ИЛИ 8 подключен к выходам четвертой группы схем «И 6. Другие входы блоков 12 и 13 подключены к шине опорной частотной составляющей и ко входам блока выдачи результатов 14. Устройство предназначено для воспроизведения зависимостей вида Zj : А Sin X, Zj А cos X и представляет собой двухканальный функциональный преобразователь, в каждом из каналов которого для каждого квадранта моделируется соответственно множительно-синусная и миожительно-косинусная зависимости в интервале О, jt/2. При изменении аргумента в пределах (-2л, +2я) на выходы устройства коммутируются выходы двух каналов, реализуя и Z2 A|cosX|, и формируются сигналы signZi, signZa (фиг. 2). В основу моделирования синусной и косинусной зависимостей в интервале О, п/2 положен метод кусочно-линейной аппроксимации функций (|фиг. 3). При этом используются одни и те же параметры линейных участков (tgccj, Zy) в соответствии с моделирующими выражениями для /-го участка аппроксимации:(X-Xj)iga,(1) Z Zn-j,2 -(Х- Xj) tg а(д - / + 2). Входная частота поступает на вход преобразователя 2 блока определения интервала /, первые два разряда которого фиксируют двоичный код номера квадранта, в котором находится значение аргумента X, а остальные - двоичный код номера участка апораюсимации /. При этом опорная частотная составляющая старшего разряда преобразователя 2 соответствует 0,5-Хма1;с я., а его младшего разряда определяет величину участка аппроксимации X Xj-Xj-.i. Согласно принципу действия преобразователя 2 на каждый его последующий разряд поступает разность входной частоты FX и суммы тех частотных составляющих, наличие которых в частоте FX за|фиксировано на предыдущих разрядах. Таким образом, с выхода второго разряда на последующие, определяющие код / участка аппроксимации, поступает частота, значение которой соответствует X-(К-1)- , где /(1,2, 3,4 -номер квадранта, а с последующего разряда на вход логической схемы 5 - частота (Fx-FXJ), соответствующая разности (X-Xj). Логическая схема 5 в совокупности со схемами «И 7 позволяет реализовать операци1И умножения 1 ., Ъ в первом канале и Figy. F, во втором. Частоты Figaj и FZj, моделирующие параметры линейных участков аппроксимации, редставляют собой неравномерно распредеенные последовательности импульсов, котоые образуются как сумма частотных двоичых составляющих, получаемых с делителя астоты 16 с соответствующими разрядными коэффициентами а. . I 1, если f 0/2 присутствует в «наборе ; О, если fo/2 отсутствует в «наборе ; FO - опорная частота, поступающая на вход делителя частоты 16; п - количество двоичных составляющих, участвующих в «наборе. На схеме «ИЛИ 10 суммируется результат умножения с первого канала с соответствуюей частотой Рг Следящие блоки 12 и 13 сглаживают «na чечный характер информации результатов умножения и осуществляют умиожение синусной и косинусной зависимостей на коэффициент FA. Кроме того, на реверсивном счетчике еледящего блока 13 вычитается частота и результаты умножаются .на второй канал. Моделирующие выражения для каждого из «а.нало)В на /-м участке аплраксимаадии записываются в виде р- Л 5-ftg« + г т- --ТFX- XК А J-Figan-j+2 Сравнение выражений (1) и (2) показывает, что устройство моделирует аппроксимирующую зависимость (1) При вьтолнении условия: Figaj tgc ji И одновременно ее умножение на величину А при вылолнении условия: Реализация зависимостей и в интервале -2я, +2л и формирование соответствующих сигналов signZi и signZg на выходе устройства осуществляется с помощью блока выдачи результатов 14, который коММутирует выходы двух каналов устройства и формирует соответствующие зиаки на выходе вычислителя. 6 Предмет изобретения Частотно-имлульсное устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее блок определения интервала с преобразователем частоты в код, соединенным с дещифратором, два датчика образцовых частот, входы которых подключены к Выходам делителя частоты, два частотно-иМ1пульсных следящих блока с реверсивными счетчиками, логическими схемами, имшульсно-иотенциальными схемами «И и делителями частоты, -выходы которых подключены ко входам блока выдачи результатов, отличающееся тем, что, с целью повыщеНИя точности, оно содержит логическую схему, входы которой подключены к одному из выходов делителя частоты и к выходу старщего разряда преобразователя частоты В код, и четыре группы импзльсно-потенциальных схем «И, потенциальные входы которых соединены с выходами дещифратора блока определения интервала; импульсные входы двух групп подключены к выхода-м первого датчика образцовых частот, а выходы через схемы «ИЛИ подсоединены ,к потенциальным входам двух дoпoлнитeльJHыx импульсно-потенциальных схем «И, импзльсные входы которых подключены к выходу логической схемы, а выходы через схемы «ИЛИ соединены с первыми входами реверсивных счетчиков частотно-импульсных следящих блоков; импульсные входы двух других гр)пп импульснопотен1циальных схем «И соединены с выходами второго датчика образцовых частот, а их выходы через схемы «ИЛИ подключены ко вторым входам реверсивных счетчиков частотно-импульсных следящих блоков; два входа блока выдачи результатов соединены с потенциальными выходами двух младщих разрядов преобразователя частоты в код блоча определения чптрлвала.

J/

,

г

.

Ly- A/cosXl

sin /

/

fi/г. 2

2v./

Zn.r

UL,...1ЫЛ

/t;i 1 /2 x

4 4.7 /

Фиг.З