Устройство для вычисления тригонометрических функций

Союз Советскмк

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>741271 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20-1274 (21) 2085495/18-24 с присоединенИем заявки 1(о (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень Hо 22

Дата опубликования описания 1806.80 (51)М. Кл.

6 06 F 15/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 14 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П. Боюн и Л.Г. Козлов (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ

ФУНКЦИЙ

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 в виде последовательности импульсов, могут быть использованы устройства, . полученные из общей схемы воспроизведения полинома и содержащие суммато ры, 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 регистра и входы первого сумматора, выходы первого сумматора и входы второго сумматора, 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, sil1(х)в соответствии с формулой разложения ее в ряд . с ограниченным количеством членов х

sin (x) — х —, + ° ° °

3.

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 упрощенйе устройства и повышение его быстродействия.

741271

Это достигается тем, что н, "тройство, содержащее двоичный счетчик, два сумматора, две группы элементов И .и элемент задержки, причем вход устройства соединен 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 выходы - с первым входом второго сумматора, введен дополнительный счетчик, вход которого соединен с входом устройства, а выход— с вторым вхрдом 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, выходами соединенных с выходами первого сумматора.

Схема предлагаемого устройства предстанлена на чертеже и содержит двоичный счетчик 1, первый 2 и второй 3 сумматоры, дополнительньй счетчик 4, дне группы элементов И 5, 6 и элемент задержки 7. 25

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 2.

Выходы сумматора 2 соединены с информационными входами элементов И второй группы 6„ подключенных управляющими входами к выходу элемента задержки, а выходами к первым входам сумматора 3. Выход дополнительного счетчика 4 соединен с вторым входом сумматора 3, к третьему входу которого подключен выход элемента задержки, 4О соединенного с входом двоичного счетчика l.

На вход устройства поступает по-И следовательность импульсов, код(х-2 ) суммы которых накапливается н и-раз- 4 рядном двоичном счетчике 1. В 2 п.-разрядном сумматоре 2 накапливается не-2, кх x — п личина Б

a--O код которой поступает на вход Зп-разрядного сумматора 3, где он складывается с содержиььтм сумматора 3, в

1 котором накапливается величина S<.=

Е1 2 i =(— ).2 . Еск=о +о ли коэффициент пересчета дополнительного счетчика 4 принять равным шести, то н сумматор 3 с выхода счетчика 4 и " " 2 x -7< поступает величина Б =- К б = -б

1-о

Кроме того, на третий вход сумматора 3 соответствующий 2n+1 — ìó разря1 и Ы ду, поступает величина S g = 2 1= . = х 2 . Таким образом, н сумматоре 3

-И накапливается код в@личины Sy= Б2 ц

3 .+.

Sî+Б п = x, 2- + — 2 ь что соответствует разложению в ряд арксину1 х>

ca", arcsin (х) =, х + — ° - - +..., Если передавать код с выходов сумматора 2 на входы вычитания сумматора 3 по каждому разряду соответственно и выход счетчика 4 с коэффициентом пересчета, равным шести, подключить к второму входу вычитания сумматора 3, то в нем накапливается код величины х Ъ -oh

S = х 2 - — 2, что соответст6 вует разложению в ряд синуса: х3

sin (х) = х — — +...

3.

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: х

3 а при подключении выходов элементов

И второй группы к первым входам нычитания сумматора 3 и выхода счетчика 4 к второму входу вычитания сумматора 3, получают реализацию функ.х ции арктангенса: агс ц (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 начальных условий.

Формула изобретения

Устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее двоичный счетчик, дна сумматора, две группы элементов И и элемент задержки, причем вход устройства соединен 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 выходы — с первым входом второго сумматора, отличающее с я тем, что, с целью упрощений устройства и повышения его быстродействия, îíî содержит дополнительный счетчик, вход которого соединен с входом устройства, а выход — с вторым входом второго сумматора, при этом выход элемента

741271

Составитель H. Хаэова

Редактор Т. Юрчикова ТехредМ.Петко Корректор, Е. Папп

Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Эакаэ 3205/48 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 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. AH СССР, N. 19б0, с. 100.

2. Автоматизация производства и

5 промышленная электроника, Сов ° энциклопедия, М., 1962, т. 1, с. 47б (прототип).