Устройство для вычисления синуса и косинуса Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 G06F7/548 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для обработки частотно-модулированных сигналов при цифровой фильтрации, а также в преобразователях поля{ ных координат вектора в ортогональные составляющие и обратно.

Известно устройство для вычисления синуса и косинуса утла, выраженного в двоичном коде, содержащее постоянную память, дешифратор, регистр, два ждущих мультивибратора, триггеры, элементы И, блок элементов исключающее - или 1.

Недостаток этого устройства - сложность и большой объем оборудования, так как в нем используется табличная память; кроме того, невозможно одновременно определять значения CHHjca и косинуса по заданному значению аргумента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления функдаш синуса и косинуса, содержащее блок памяти, блок коммутации функции, дешифратор и регистры синуса и косинуса, делитель аргумента, блок сложения, блок вычитания, блок выборки информации, счетчик остатка, элемент задержки, блок формирования знака функции, коммутатор, триггер и генератор итераций 2.

Недостаток данного устройства - сложность и большой объем оборудования, что значительно снижает надежность устройства.

Цель предлагаемого изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что уст10ройство, содержащее генератор, выход которого соединен через делитель со входом счетчика аргумента синуса, и счетчик результата, содержит два умножителя, четыре счетчика и счетчик аргумента косинуса, причем выход генера15тора соединен через первый счетч1Ж с первым входом первого умножителя, выход которого через второй счетчик подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен со входом счетчика результата непо20средственно и со вторыми входами первого и второго умножителей соответственно через фетий и четвертый счетчики, вход счетчика аргумента косинуса соединен с выходом делителе На чертеже представпена блок-схема устройства. Устройство содержит генератор 1, делитель 2 счетчик 3 аргумента синуса, счетчик 4 аргумента косинуса, счетчики 5-8, счетчик 9 результата, двоичные умножители 10 и 11. Устройство работает следующим образом. По команде Начальная установка (шины этой команды на чертеже не показаны) обнуляются делитель 2 (может быть выполнен в виде двоичного счетчика), счетчик 3 аргумента синуса, счетчики 5 и 7, счетчик 9 результата. В счетчики 6 и 8 записывается число С,s cons В счетчик 4 аргумента косинуса записывается код, соответствующий значению аргумента -j-,« Затем команда Начальная установка снимается. Импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход делителя 2 и на вход счетчика 5. Частота генератора 1. есть величина постоянная F const. Коэффициент деления делителя 2 выбирают раВйьШ дискретности приращения аргумента и определяют выбранной точностью вычисления СОП5-Ь Тогда йоййчеетво импульсов на входе делителя 2 пропорционально квадрату приращения а||гум1гнт, а количество импульсов на выходе делителя 2 пропорционально приращению аргумента. Например, если &х 2, то(й)) 4, при этом К 2. Импульсы с выхода делителя 2 поступают на суммирующий вход счетчика 3 и на вычитающий вход счетчика 4. Так как количество этих импульсов пропорЩ1бйально числу приращений аргумента, то в счетчике аргумента 3 синуса код пропорционален значению X, а в счетчике аргумента 4 косинуса код пропорциоиален значению (f-MНа вход счетчика 5, как указывалось выще ifa каждое приращение лх поступает количество импульсов, равное (Л к )f Количество йШуЙйоййавьтхОде Двоичного умножителя 10 равно N,- NX д.г количество Импульсов двоичного умножителя 10; /V - количество импульсов в счетчике 6, выходы которого связаны с первым входами двоичного умножителя; AJ, - количество импульсов в счетчике б, выходы которого связаны с вторыми входами двоичнся-о умножите; ля 10; Е - .емкость счетчиков 5 и 6. Е sconet Тогдй на первое приращение Ах на выходе двоичного умножителя 10 - it , импульсов ( СИмпульсы с выхода двоичного умножите.ля 10 поступают на вход счетчика 7. Количество импульсов с выхода двоичного умножитепя II N((ЛУ).С, Это количество импульсов тгоступает в счетчик 9 результата, на вычитающий вход счетчика 6 и на суммирующий вход счетчика 8. Так как при X вО, N г с . Х ж О , то (АХ) -С т.е. количество импульсов на выходе двоичного умножителя 10 пропорционально приращению (Д) при приращении аргумента в счетчике 3 VST-K к cons-t 1-1 -( Выбором соответствующей емкости счетчиков 5-8 легко получить такое соотношение, что за каждое приращение аргумента д к- число Л/, будет или равно О, или равно 1. Тогда N,, K, Следовательно, по окончании первого приращекод в счетчике 9 результата равен ния А К, ,X,-VJ 1 6 и 8 равны соответственно счетчиках коды в (c, И (с.к.|). Аналогично функционирует устройство и при последующих приращениях ,ДХ . Например, по оконча аии второго приращения л К в счетчике 9 результата записано число 1 а в счетчиках 6 и 8 соответственно записано } и (.к (Так как значение аргумента в счетчике 3 изменяется от 0° до (а в счетчике 4 от Ж до 0°), то предлагаемое устройство позволяет получать значение функции y SJriK и с cos X для любого значения аргумента X. При эт(эм квадрант, в котором находится аргуйент и, соответственно, знак функции определяется известными способами, например давлением число-импульсного кода аргумента на код с помощью счетчика емкостью, соответствующей . Количество переполнений зтого счетчика показывает квадрант, в котором находится значение аргумента О tS jc . $ , j „ .Д

Технико-экономический эффект предлагаемого иэобретения заключается в упрощении для вычисления функций синуса и косинуса и. повышении его надежности. При этом повышение точности в 2 раз увеличивает оборудование только в и раз, а скорость вычисления функций синуса и косинуса определяется фактически только скоростью (частотой) поступления импульсов аргумента с генератора или с внешних устройств.

Формула изобретения Устройство для вычисления синуса и косинуса, содержащее генератор, выход которого соединен через делитель со входом счетчика аргумента синуса, и счетчик результата, о тличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит два умножителя, четыре счетчика и счетчик аргумента косинуса, причем выход генератора соединен через первый счетчик с первым входом первого умножителя, выход которого через второй счетчик подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен со входом счетчика результата непосредственно и со вторыми входами первого и второго умножи- телей соответственно через третий и четвертый счетчики, вход счетчика аргумента косинуса соединен с выходом делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции N 2175237, 06 F 7/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 531161, кл G 06: F 15/34, 1976 (прототип).