Устройство для вычисления тригонометрических функций Советский патент 1980 года по МПК G06F15/34 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в управляющих системах и устройствах воспроизведения функциональных зависимостей. Для вычисления тригонометрических функций от величин, представленных Бвиде последовательности импульсов, могут быть использованы устройства, полученные из общей схемы воспроизведения полинома и содержащие сумматоры, двоичный счетчик, группу элементов И и элементы задержки 1. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее двоичный счетчик, регистр, сумматоры группы элементов И и элементы задержки 2 Входная шина устройства соединена с входом двоичного счетчика и через элементы задержки с управляющими входами групп элементов И. Выходы регист ра и входы первого сумматора, выходы первого сумматора и входы второго сум матора, а также выходы второго сумматора и входы третьего сумматора соединены между собой через группы элементов И. На входную шину устройства.поступает последовательность импульсов, параллельный код(х)суммы которых накапливается в двоичном счетчике, а в третьем сумматоре вычисляется значение заданной тригонометрической функции, например, з1п(х)в соответствии с формулой разложения ее в ряд с ограниченным количеством членов -sin(x) - X Известное устройство-прототип имеет большой объем оборудования, поскольку для вычисления тригонометрических функций по разложению в ряд, содержащий два члена, используется двоичный счетчик, три сумматора и регистр; а также малое быстродействие, так как для обработки каждого входного импульса затрачивается три такта работы. Кроме того, в таком устройстве требуются дополнительные блоки для ввода начальных условий, так как перед началом его работы в сумматоры и регистр необходимо занести коды начальных значений вычисляемой функции и ее разностей. Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его быстродействия. Это достигается тем, что Е устрой ство, содержащее двоичный счетчик, два сумматора, две группы элементов и элемент задержки, причем вход устройства соединен с первыми входами элементов И первой группы и через эл мент задержки с первыми входаг.м элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходами первого сумматора, а выходы с первым входом второгхэ сумматора, введен дополнительный счетчик, вход которого сое динен с входом устройства, а выход - с вторым входом второго сумматора, при этом выход элемента задержки, сое динен с третьим.входом второго сумма тора и входом двоичного счетчика, вы ход которого соединен с вторыми входами элементов И первой группы, выходами соединенных с выходами nepsoi o сумматора. Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже и содержит двоичный счетчик i, первый 2 и второй 3 сумматоры, дополнительный счет чик 4, две группы элементов И 5, 6 и элемент задержки 7. Вход устройства соединен с входом дополнительного счетчика 4, входом элементов задержки 7 и.с управляющими входами элементов И первой группы 5, информационные входы которых подключены к выходам двоичного счетчика 1, а выходы - к входам сумматора Выходы сумматора 2 соединены с инфор мационными входами элементов И второй группы б, подключенных .управляю щими входами к выходу элемента эаа выходами к первым входам держки, сумматора 3. Выход дополнительного счетчика 4 соединен с вторым- входом сумматора 3, к третьему входу которо го подключен выход элемента задержки соединенного с входом двоичного счет чика 1. На вход устройства поступает последовательность импульсов, код(х-2 суммы которых накапливается в п-разрядном двоичном счетчике 1. В 2 п-ра рядном сумматоре 2 накапливается величина S, S 2 . 1(. . 2 2 код которой поступает на вход Зп-раз рядного сумматора 3, где он складывается с содержимым сумматора 3, в котором накапливается величина - (-А.-).2-, ц.ад -(-ю b ли коэффициент пересчета дополнитель ного счетчика 4 принять равным шести то в сумматор 3 с выхода счетчика 4 /. 2- X г поступает величина S -- lu. -g- - г Кроме того, на третий вход суммато- pa 3, соответствующий 2п+1-му разряпоступает величина зэ 2. Таким образом, в сумматоре накапливается код величины 52. S 2 2- что соответствует разложению в ряд арксину1x3са; arcsin(х) - х + у +.... Если передавать код с выходов сумматора 2 на входы вычитания сумматора 3 по кайсдому разряду соответственно и выход счетчика 4 с коэффициентом пересчета, равным шести, подключить к второму входу вычитания сумматора 3, то в нем накапливается код величины п X S х- 2 g™ соответствует разложению в рядсинуса: X Ь sin(x) X - Если в качестве счетчика 4 использовать двухразрядный счетчик с коэффициентом пересчета, равным трем, и передавать код с сумматора 2 на сумматор 3 со сдвигом на один разряд влево, то при подключении выходов элементов И второй группы к первым входам сложения сумматора 3 и выхода счетчика 4 к второму входу сложения сумматооа 3 получают реализацию функции тангенса: tg (X) . X + а при подключении выходов элементов И второй группы .к первым входам вычитания сумматора 3 и выхода счетчика 4 к второму входу вычитания сумматора 3, получают реализацию функцинарктангенса: arctg(х) Х +.., В предлагаемом- устройстве на вычисление тригонометрических функций используется два такта, а в прототипе - три такта .работы, т.е. повышается быстродействие устройства. Поскольку начальное состояние двоичного счетчика 1 и сумматоров 2 и 3 нулевое, то не требуются дополнительные блоки для ввода н-ачальных условий. Формула изобретения Устройство для вычисления трцгонометрических функций, содержащее двоичный счетчик, два сумматора, две группы элементов И и элемент задержки, причем вход устройства соединён с первыми входами элементов И первой группы и через элемент задержки с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходами первого сумматора, а вйходы - с первым входом второго сумматора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его быстродействия, оно содержит дополнительный счетчик, вход которого соединен с входом устройства, а выход - с вторым входом второго сумматора, при этом выход элемента

задержки соединен с третьим входом второго сумматора и входом двоичного счетчика, выход которого соединен с вторыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с входами первого сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Воронов А.А. и др. Цифровые аналоги для систем автоматического управления, изд. АН СССР, М., 1960, с. 100.

2.Автоматизация производства и промышленная электроника, Сов.

энциклопедия , М., 1962, т. 1, с. 476 (прототип).

/V /ч

Bfi

-.ГГ9вК