Устройство для вычисления тригонометрических функций Советский патент 1979 года по МПК G06F15/34 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ

ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в управляющих системах и устройствах воспроизведения функциональных зависимостей.

Для вычисления тригонометрических функций от величин, представленных в виде последовательности импульсов J могут быть использованы устройства, полученные из общей схемы воспроизведения полинома и содержащие сумматорыJ двоичный счетчик, группы элементов И и злементы задержки 1.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее двоичный счетчик, первый, второй, третий и четвертый сумматоры регистр, группы элементов И и элементы задержки 2.

Вход устройства соединен со входом двоичного счетчика и через элементы задержки с управляющими входами групп элементов И. Выходы регистра и входы первого сумматора, а также выходы первого, второго, третьего и четвертого сумматоров и входы второго, третьего, четвертого и пятого суммато Яр соединены соответственно между собо

через группы элементов И. На вход устройства поступает последовательность импульсов, параллельный код которых (х) накапливается в двоичном счетчике, а в пятом сумматоре вычиетяется значение заданной тригонометрической функции, например sin(x), в соответствии с формулой разложения ее в ряд с ограниченным количеством члепоъ

л1

StlW-X +

5

К недостаткам указанного устройства относятся большой объем оборудования устройства, поскольку для вычисления тригонометрических функций по разложению в ряд, содержащий три члена, используется двоичный счетчик, пять сумматоров и регистр; мапое быстродействие, так как для обработки каждого входного импульса затрачивается пять тактов работы устройства, а также потребность дополнительных блоков для ввода начальных условий в сумматоры и регистр. 3 Цель изобретения - упрощение устройства и повытпение его быстродействия. Указанная цель достигается тем Что в уст ройство, содержащее двоичтгый счетшк, первый, второй, третий и четвертый сумматоры, группы элементов И и элементы задержки, причем вход устройства соединен через первый элемент задержки с первьши входами элементов И первой группы и входом второго элемента задержки, выход которого соеди нен с первыми входами элементов И второй группы и входом третьего элемента задержки, вход устройства соединен также с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходами второго и входами третьего сумматора, выходы которого . соединены с первыми входам; элементов И четвертой группы, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с вы-ходом третьего элемента задержки и первым входом четвертого сумматора, введен дополнительный счетчик, вход которого соединен с выходом третьего элемента задерхски, первый выход дополнительного счетчиКа соединен со вторым входом четвертого сумматора а второй выход - с первым входом второго сумматора и третьим входом четвертого сумматора, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с выходаиди элемен тов И второй группы и выходом третьего элемента задержки, выход второго элемента задержки соединен со входом двоичного счет чика, выход которого соединен со вторылда входами элемента И -первой группы| выходы которых соедш1ены со входами первого сумматора, выход которого соединен со вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены со вторым входом второго сумматора. На чертеже изображена схема предлагаемого устройстеа. Устройство содерясит счетчик 1, первый, второй, третий и четвертый сумматоры 2, 3, 4 и 5, дополнительный счетчик 6 группы элементов И 7 и элементы задержки Первая, вторая, третья и четвертая элементов И 7 соединяют входы четвертого 5 и выходы третьего 4 сумматоров, входы третьего 4 и выходы второго 3 сумматоров, входы второго 3 и выходы первого 2 сумматоров и входы первого 2 сумматора и выходы двоичного счетчика 1 соответственно Вход устройства 9 соединен через три элемента задержки 8 с управляющим входом первой труппы элементов И 7 и со входом дополнительного счетчика 6, первый выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора 5, а второй выход - к третьему входу четвертого сумматора 5 и к первому входу второго сумматора 3. Вход устройства 9 соединен также с управляющим входом второй группы элементов И 7. Выход первого элемента задержки 8 соединен с управляющим входом четвертой группы элементов И 7, выход второго элемента задержки 8 соединен со входом двоичного счетчика 1 и с управляющим входом третьей группы элементов И 7, выходы которых подключены также к пятым входам четвертого сумматора 5 с четвертым входом которого соединен выход третьего элемента задержки 8. Начальное состояние двоичного счетчика 1 и сумматоров 2, 3, 4 и 5 нулевое. Дополнительный счетчик б осуществляет деление числа входных импульсов на коэффициент 120 по первому выходу и на коэффициент 12 по второму. На вход устройства поступает последовательность импртьсов, код суммы которых (х 2 ) накапливается в п-разрядном двоичном счетчике 1. В первом сумматоре 2 накапливается величина J 2п о J - 2-1 1 xi J во втором сумматоре 3 - s|/величина S2-S2 S2 S - В третьем сумматоре 4 V6 ТТ/ , величина 5 -- S ( -i-fx хЪ3 Z 1 величина S,- S. в четвертом cyMNHTOpe «I-r-r i X /.Дa, 0 -1Ги S -:I:-()2 4 i--0 2 3n, XH „-и 2 (i) -5П,1--0 1 0 -5 2 420 которая соответствует трем членам разложения в ряд гиперболического синуса Sti(X)-X -f + Причем величины Sj накапливаются по i -му входу в j -ом сумматоре. Если передавать код с первого сумматора 2 на пятые входы вычитания четвертого сумматора 5, а второй выход дополнительного счетчика 6 подключить к третьему входу выодтания четвртого сумматора, то в нем будет накапливаться величина Зд-Х-2 - 6 V 5 - г ,которая соответствует разлож v5 у.5 51И(0-Х- ряд синуса При вычисле1ти тангенса или гипер кого тангенса дополнительный счетчик полнен с пересчетом на коэффициент 15 п выходу и на коэффициент 6 по второму в ду, код с первого сумматора 2 перед со сдвигом на один разряд влево на входы второго сумматора 3 и на пят ды вычитания или сложения четвертог матора 5j к третьему входу вычитания сложения подключен второй выход до тельного счетчика 6 соответственно, а третьего сумматора 4 передается на пе входы четвертого сумматора 5 со сдв на три разряда влево. В соответствии этим в сумматорах 2, 3, 4 и 5 накап ются коды величин Ч . /X (.п-2п S Т11 2. ) (т-тF .5Ь| 1-г-ьи.л .)-fx -2X-2x. r,-4 , )2 4-E. 2V 2-1 -21 1--0 2 (S S 4 o . gW. И. -M. A 4-1 Z X 2 , i-O .(,-,u-b .(-|.): T.-nV 3- / .xV T 15 что соответствует трем членам разложе в ряд тангенсов и гиперболического та соответственно i(x).xth(x) Формула изобретения Устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее дво1гчный счетчик, первый, второй, третий и четвертый сумматоры, группы элементов И и элементы задержки, причем вход устройства соединен через первый элемент задержки с первыми входами элементов И первой группы и входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами элементов И второй группы и входом третьего элемента задержки, вход устройства соединен с первыми пходами элементов И третьей группы вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходами второго сумматора и входами третьего сумматора, выходы которого соединены с первыми входами элементов И четвертой группы вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходом третьего элемента задерх ки и первым входом четвертого сумматора, отличающееся тем J что, с целью упрощения устройства и повышения его быстродействия, оно содержит дополнитапьный счетчик, вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, первый выход дополнительного счетчика соединен со вторым входом четвертого cyMf.saiopa, а второй выход - с первым входом второго сумматора и третьим входом четвертого сумматора, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с выходами элементов И второй группы и выходом третьего элемента задержки, выход второго элемента задержки соединен со входом двоичного счетчика, выход которого соединен со вторьпчи входами элемента И первой группы, выходы которых соединены со входаьш первого сумматора, выход которого соединен со вторыми входами элементов И второй грута1ы,выходы соединены со вторым входом второго cvMNcnopa. Источники информации, принятые во вшшание при экспертизе 1.Воронов А А. и др. Цифровые аналоги для систем автоматического управпепня. М., изд. АН СССР, 1960, с. 100. 2.Автоматизация производства и npoNtbnnаенная электроника., М., Сов. энииклопсдпя, 1962, Тс 1, с. 476 (npoTOTim).

. -j

1-j ,.« , , .. .- , .... ,f

7

Т

s