Устройство для вычисления тригонометрических функций

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 20.1274 (21) 2085495/18-24с присоединенИем заявки Но(51)М, Кл. 6 06 Г 15/34 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХФУНКЦИЙ Изобретение относится к областивычислительной техники и может бытьиспользовано в управляющих системахи. устройствах воспроизведения функциональных зависимостей,Для вычисления тригонометрическихфункций от величин, представленныхввиде 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 соединенас входом двоичного счетчика и черезэлементы задержки с управляющими входами групп элементов И. Выходы регистра и входы первого сумматора, выходыпервого 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, в 1 п(х) в соответствии с формулой разложения ее в ряд с ограниченным количеством членовхз 1 п (х) - 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.Это достигается тем, что н , "тройство, содержащее двоичный счетчик,два сумматора, две группы элементов Ии элемент задержки, причем вход устройства соединен с первыми входамиэлементов И первой группы и через элемент задержки с первыми входами элементов И второй группы, вторые входыкоторых соединены с выходами первогосумматора, 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 первогосумматора.Схема предлагаемого устройства 2 Опредстанлена на чертеже и содержитдвоичный счетчик 1, первый 2 и второй 3 сумматоры, дополнительньй счетчик 4, дне группы элементов И 5, би элемент задержки 7. 25Вход устройства соединен с входомдополнительного счетчика 4, входомэлементов задержки 7 и .с управляющими входами элементов И первой группы5, 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 б подключенных .управляющими входами к выходу элемента задержки, а выходами к первым входамсумматора 3. Выход дополнительногосчетчика 4 соединен с вторым входомсумматора 3, к третьему входу которого подключен выход элемента задержки, 4 Осоединенного с входом двоичного счетчика 1.На вход устройства поступает по-Иследовательность импульсов, код(х.2 )суммы которых накапливается н и-раз рядном двоичном счетчике 1. В 2 и-разрядном сумматоре 2 накапливается нец -2, к х 2 х " - 2 Иличина Б : .) 2 . 3.=, вв ) 21:окод которой поступает на вход Зп-разрядного сумматора 3, где он складывается с содержиьым сумматора 3, в1 котором накапливается величина Я 2=Е 1 2 1 = .1 2 . Еск=о ;о бли коэффициент пересчета дополнитель ного счетчика 4 принять равным шести, то н сумматор 3 с выхода счетчика 4и "2х -ЗИ поступает величина Б .= К б = .б1-.оКроме того, на третий вход сумматора 3 соответствующий 2 п+1-му разря Ы ду, поступает величина Б = 2 +1= , = х 2 . Таким образом, н сумматоре 3-Инакапливается код величины Б 2= Я 2 34 Б" +Я"= х 2 + - 2что соответствует разложению в ряд арксину 1 х 3са, агсн 1 п(х) р х + - -+, Еслипередавать код с выходов сумматора 2на входы вычитания сумматора 3 покаждому разряду соответственно и выход счетчика 4 с коэффициентом пересчета, равным шести, подключить квторому входу вычитания сумматора 3,то в нем накапливается код величиныИ х-ЪЯ = х 2 - - 2 , что соответстбвует разложению в ряд синуса:х 3э 1 п (х) = х -- +3,Если в качестве счетчика 4 использовать двухразрядный счетчик с коэффициентом пересчета, равным трем,и передавать код с сумматора 2 насумматор 3 со сдвигом на один разрядвлево, то при подключении выходовэлементов И второй группы к первымвходам сложения сумматора 3 и выхода счетчика 4 к второму входу сложения сумматооа 3 получают реализациюФункции тангенса;х3а при подключении выходов элементовИ второй группы к первым входам нычитания сумматора 3 и выхода счетчика 4 к второму входу вычитания сумматора 3, получают реализацию функ.хцииарктангенса; агс 1 ц х): х- - +В предлагаемом устройстве на вычисление тригонометрических Функцийиспользуется 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 изобретенияустройство 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощений 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 элемента741271 Составитель И. ХаэоваЮрчикова ТехредИ.Петко Корректор Е, Папп Реда каэ 3205/48 тираж 751 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, РаушПодп омитета С открытий ая наб., ПП Патент, г. ужгород, ул, Проектная, 4 и задержки соединен с третьим входомвторого сумматора и входом двоичногосчетчика, выход которого соединен.свторыми входами элементов И первойгруппы, выходы которых соединены свходами первого сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Воронов А.А. и др, Цифровыеаналоги для систем автоматическогоуправления, изд, АН СССР, М 19 б 0,с. 100.2. Автоматизация производства и5 промышленная электроника, Совэнциклопедия, М 1962, т, 1,с, 47 б (прототип).