Синусно-косинусный функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06F15/34 

Изобретение относится к вычислитель ной технике, в частности к частотно-импульсным вычислительным устройствам. Известен частотно-импульсный функци напьньй преобразователь, воспроизводящ тригонометрические функции и построенный на основе двух двоичных умножителеЙ1 охваченных отрицательной обратной связью 1 . Указанный преобразователь обладает сравнительно низким быстродействием Наиболее близким к изобретению по технической сущности является синуснокосинусный функциональный преобраэоват-епъ; содержащий два преобразователя код-частота, охваченньк отрицательной обратной связью, причем каждый преобразователь содержит счетчик результата соединенный- группой элементов . Кроме того, имеется также регистр аргу мента и развертывающий счетчик, соединенные с блоком сравнениями. Недостатком такого преобразователя является сравнительно низкое быстродействие, обусловленное спецификой работы частотно-импульсных вычислительных yciv ройств. Цель изобретения - повьшение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в синусно-косинусный функциональньй преобразователь, содержащий регистр аргумента, выходы которого соединены с первой группой аходов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с первой группой выходов развертьшающего счетчика, вход которого соединен с первым вьрсодом генератора тактовых импульсов, два основных преобразователя код-частота, хаждый из которых содержит счетчик результата и группу элементов И-ИЛИ, причем выходы счетчика результата соединены с первыми входами элементов И-ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с второй группой выходов развертывающего сче гчика, вькоды sneVieHTOB И-ИЛИ группы первого и второго основных преобразоватепей код-частота через соответствующие элементы И блокировки соединены соответственно с первыми входами счетчиков результата второго и первого основных преобразователей код-частота, управяяюшие входы которых соединены с вькодами блока управпеш1Я и установки начальных условий, управляющие входы элементов И блокировки соединены с первым выходом блока сравнения, введены два дополнительных преобразователя код-частота, каждый из которых содержит счетчик результата, группу элементов И-ИЛИ и группу элементов И, причем вьосоДы старши-х и млад ших разрядов счетчика результата соединены соответственно с первыми аходами элементов И группы и элементов И-ИЛИ группы, выходы элементов И-ИЛИ группы и элементов И группы первого и второго дополнительных преобразователей кодчастота через соответствующие дополнительные элементы И блокировки соединены соответственно со вторыми входами счетчика результата второго и первого основных преобразователей код-частота, в каждый из основных пpeoбpaзoвaтeл9й код-частота введена группа элементов И, причем вькоды старших разрядов счетчика результата соединены с первыми вх дами элементов И группы, вторые входы элементов И групп обоих основных и дополнительных, преобразователей код-частота соединены со вторым выходом генератора тактовьгх импульсов, выходы элементов И группы первого и второго основных преобразователей код-частота через соответствующие элементы И блокировки соединены с первыми аХодами счет чика результата соответственно второго и первого основных преобразователей кодчастота, вторые входы элементов И-ИЛИ группы o6ovt.x дополнительных преобразователей код-частота соединены с соответ ствующими выходами развертывающего счетчика, выходы переноса счетчика результата первого и второго основных пре образовател ей код-частота соединены соответственно со входами счетчиков резул тата первого и второго дополнительных прробразователей код-частота, управляющие входы дополнительных элементов И блокировки соединены со вторым выходом блока сравнения. На чертеже изображена структурная схема предложенного устройства. Схема содержит регистр 1 аргумента, лок 2 сравнения, развертьшающий счет ик 3, генератор 4 тактовьгх импульсов, лок 5 управления и установки начальных условий, основные преобразователи 6 и 7 код-частота {точного отсчета), дополнительные преобразователи 8 и 9 кодчастота (грубого отсчета)J старшие 1О и 11 н младшие 12 и 13 разряды счет чиков результата, группы элементов 14-17 И, группы элементов 18-21 И-ИЛИ элеме.нты 22 И блокировки, дополнитальные элементы 23 И блокировки. Преобразователи код-частота выполнены по двухат.счеггной многосимвольной схеме. При подаче импульсов тактовой частоты на вход развертьюающего счетчика 3 и на аходы элементов 14-17 И групп в счетчиках результата начинается стечет значений функций. Работа преобразователя может быть описана системой дифференциальных уравнений 1-го порядка: где код счетчика результата, пер- . - вого преобразователя код-частота; код счетчика результата второго преобразователя код-частота;5 - частота генератора тактовьгх импульс ОБ J ; 11 - разрядность кодов аргумента и функции. Решэние данной системы дифференциальных уравнений при условии, что в начальный момент времени в счетчиках результа -а первого и второго преобразователей кодчастота занесены числа соответственно О и 1, имеет вид: (fr ( При равенстве кодов в регистре аргумента в развертывающем счетчике блок сравнения вьщает сигнал, который прерывает цепь обратной связи между преобразователями код-частота. При этом коды в счетчиках результат соответствуют значениям синуса и коси- нуса аргумента, записанного в регистре . Преобразователь работает следующим образом, Предварительно с помощью блока 5 осуществляется начальная установка счет чиков результата основных и дополнительньгк преобразователей код-частота. Затем на регистр 1 аргумента записьюа- ется двоичный код аргумента X, после че го включается генератор 4 тактовых импульсов. Дальнейшая работа устройства проходит в. два этапа. На первом этапе - этапе обработки грубого отсчета (ГО) - многосимвольны частотно-импульсные последовательности с выходов основных, и дополнительньр. преобразователей код-частота поступают соответственно на первые и вторые аходы счетчиков результата основных преобразователей код-частота. Обработка ГО заканчивается по сигналу с блока 2 сравнения при совпадении кодов в развертывающем счетчике 3 и в старших разрядах регистра 1 аргумента. По этому сигналу отключаются вторые аходы сч-атчиков результата основньк преобразователей код-частота с помощью элементов 23 И и начинается второй этап этап обработки точного отсчета (ТО), При этом работают только преобразователи 6 и 7, Работа. устройства зак,анчивается по сигналу с- блока сравнения при совпадении кодов в развертьюающем счетчике и в младши.х разрядах регистра 1 аргумента, В результате в счетчиках результата имеется синус X и косинус X. Таким образом, данный преобразовавт ель обладает большим быстродействием примерно при тех же затратах оборудова . ния, вследствие чего значительно расширяется область применения предлагаемых .преобразователей. зобретения о р м у п а Синусно-косинусный функциональный Преобразователь, содержащий регистр аргумента, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения, вторая группа аходов которого соединена с первой группой выходов развертывающего счетчика , аход которого соединен с первым выходом генератора тактовых ик пульсов, два основных преобразователя код-частота, каждый но. которых содержит счетчик результата и группу элементов И-ИЛИ, причем выходы счетчика результата соединены с первыми аходами элементов И-ИЛИ группы, вторые аходы которых соединены с второй группой выходов развертывающего счетчика выходы элементов И-ИЛИ группы первого и второго основных преобразователей кодчастота через соответств тошие элементы И блокировки соединены соответственно с первыми входами счетчикрв результата второго и первого основных преобразователей код-частота, управляющие аходы которых соединены с выходами блока управления и установки начальных условий управпшощие входы элементов И блокировки соединены с первым вь ходом блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродей™ ствия, в него введены два дополнительных преобразователя код-частота, каждый из которых содержит счетчик результата, группу элементов И-ИЛИ и группу элементов И, причем выходы старших и м/1ад- ших разрядов счетчика результата соединены соответственно с первыми ахода- ми элементов И группы и апементов И- -ИЛИ группы, выходы элементов И-ИЛИ группы и элементов И группы первого и второго дополнительных преобразователей кед-частота через соответствующие дополнительные элементы И блокировки сое динены соответственно со вторымивходами счетчика результата второго и первого основных преобразоватаг ей код-частота, а каждый на основных преобразователей, код-частота введена группа элементов И, причем выходы старших разрядов счетчика результата соединены с первыми аходами элементов И группы, аторые аходы элементов И групп обоих основных и дополнительных преобразователей код-частота соединены со вторым выходом генератора тактовых импульсов, выходы элементов И группы первого и второго основных преобразователей код-частота через соответствующие элементы И блокировки соединены с первыми аходами счетчика результата соответственно второго и первого основных преобразователей кодчастота, вторые входь элементов И-ИЛИ группы обоих дополнительных преобразователей код-частота соединены с соответствующими выходами развертывающего счетчика, выходы переноса счетчика ре- .зультата первого и второго основных преобраэоватепей код-частота соединены соответственно со входами счетчиков результата первсмго и второго дополнительных; преобразователей код-частота, управляющие входы дополнительных элементов И блокировки соединены со вторым выходом блока сравнения.

Источники информацн, принятые во вниманче при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 3.73732, кл. G 06 G 7/26, 1973.

2.Воронов А. А. и др. Цифровые аналоги для систем автоматического управления АНСССР, 1960,с. 184 (прототип)..