Устройство для вычисления синуса и косинуса

(23) Приоритет Опубликовано 23.11.80. Бюллетеиь Лф 43 Дата впубликоваиия описаиия 23 1,80(2) Автор изобретения Е. Б, Грейэ Центральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения Госкомитета гидрометеорологии и контроляприродной среды СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СИНИзобретение относится к вычислительной технике и.может быть использовано в устройствах лля обработки частотномодулированных сигналов при цифровой фильтрации, а также в преобразователях полярных координат век. тора 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 "исклю. о чающее - или" (1.Недостаток этого устройства - сложность и большой объем оборудования, так как в нем используется табличная память; кроме того,15 невозможно одновременно определять значе. ния синуса и косинуса по заданному значению аргумента.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления функций синуса и косинуса, содер. жащее 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, триттер и генера.тор итераций 121.Недостаток данного устройства - сложность и большой обьем оборудования, что значительно снижает надежность устройства,Цель предлагаемого изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор, выход которого соединен через делитель со входом счетчика аргумента синуса, и счетчик результата, содержит два умножителя, четыре счетчика и счет. чик 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 умножителей соответственно через гретий и четвертый счетчики, вход счетчика аргумента косинуса соединен с выходом делител11 О С (й) С11 Е поступает в счетщий вход счетчид счетчика 8. Так1 О,то ЫУ) Ех)С где М Е Тогда н 378181На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит генератор 1, делитель 2, счетчик 3 аргумента синуса, счетчик 4 аргумен. та косинуса, счетчики 5 - 8, счетчик 9 результа. та, двоичные умножители 10 и 11, Устройство работает следующим образом. По команде "Начальная установка" (шины этой команды на чертеже не показаны) обну. ляются 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 СэсовС, В счетчик 4 аргумента косинуса записывается ч% код, соответствующии значению аргумента -Затем команда "Начальная установка" снимавт. ся. Импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход делителя 2 и на вход счетчика 5. Частота генератора 1. есть величина постоянная = СООЯ 1.,20Комиряциент деления делителя 2 выбираютРаейьтм дискретности приращения аргумента и определяют выбранной точностью вычисленияК= ЬХ = СОП 6Тогда количество импульсов на входе дели теля 2 пропорционально квадрату приращения" аргумента,а количество импульсовна выходе делителя 2 пропорционально приращению аргу. мента. Например, если ЬХ = 2, то(,д,х):4, при этом К= 2, Импульсы с выхода дели- зо теля 2 поступают на суммирующий вход счетчика 3 и на вычитающий вход счетчика 4. Так как количество этих импульсов пропор - ционально числу приращений аргумента, то всчетчике аргумента 3 синусакод пропорциона- з 5лен эначеййй х, а в счетчике аргумента 4 косинуса код пропорционален значению (- к ).На вход счетчика 5, как указывалось выше,йа-каждое приращение ь Х поступает коли О чество импульсов, равное (й зс ). Количество2. ймпульсов на выходе" двоичного умножителя10 равно- количество импульсов двоичного фМФ умножителя 10;Ц - количество импульсов в счетчике б,выходы которого связаны с первыммвходами двоичного умножителя; М-количество Омпульсов в счетчике б, 2.выходы которого связаны с вторыми входами двоичного умножителя 10;емкость счетчиков 5 и 6, Е "Ссеа первое приращение йх на вь 8 4де двоичного умножителя 10 - Ф импульсов1 д(ЬХ)С10 ЕИмпульсы с выхода двоичного умножите.ля 10 поступают на вход счетчика 7. Количест.во импульсов с выхода двоичного умножите.ля 11 Это количество импульсов чик 9 результата, на вычитаю ка 6 и на суммирующий вх как при хз О, =СфЬ.е. количество импульсов на выходе двоично множителя 10 пропорционально приращению Ь) при приращении аргумента в счетчи 3 Й = К ЬУ К = СООТГ11 1Выбором соответствуюшеи емкости счетчиков 5 - 8 легко получить такое соотношение, что эа каждое приращение аргумента дк. число 4 будет или равно О, или равно 1, ТогдаМ= Й,= К ЛУСледовательно, по окончании первого прираще. ния д Х. код в счетчике 9 результата равенКЬУКкоды в счетчиках 6 и 8 равны соответственно(С - К У ) И (С +КЯ)Аналогично функционирует устройство и при последуюших приращениях дХ, Например, по окончании второго приращения АХ в счет. чике 9 результата записано числоХ1а в счетчиках 6 и 8 соответственно записано.т 1 д, 1 ХТак как значение аргумента в счетчике 3 изменяется от 0 до(а в счетчике 42от до 0 ), то предлагаемое устройствохпозволяет получать значение функции 1:9 Фб Х и ч:со Х для любого значения аргумента х, При этом квадрант, в котором находится ар. гуМент и, соответственно, знак функции опре. деляется известными способами, например дав. лением число. импульсного кода аргумента на кодс-помощью счетчика емкостью, соответ.ствующей я- . Количество переполнений это.э.го счетчика показывает квадрант, в котором находится значение аргумента 06 Н,18 6щения устройства, оно содержит два умножйтеля, четыре счетчика и счетчик аргументакосинуса, причем выход генератора соединенчерез первый счетчик с первым входом первого умножителя, выход которого через второйсчетчик подключен к первому входу второгоумножителя, выход которого соединен со входом счетчика результата непосредственно и совторыми входами первого и второго умножи.телей соответственно через третий и четвертыйсчетчики, вход счетчика аргумента косинусасоединен с выходом делителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции Лф 2175237,кл.б 06 Е 7/00,1972.2. Авторское свидетельство СССР У 531161,кл. 6 06, Г 15/34, 1976 (прототип),Составитель Н. ПалееваТехред Н, Бабурка тор М. Вигула дактор И; Никола Тираж 751 НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открьгги 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб"Патент", г, Ужгород 5 7818Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в упрощении для вычисления функций синуса и косинуса и.по. вышении его надежности. При этом повышение3 ъточности в 2 раз увеличивает оборудование только в и раэ, а скорость вычисления функ. ций синуса и косинуса определяется фактически только скоростью (частотой) поступления импульсов аргумента с генератора или с внешних устройств. 0 Формула изобретенияУстройство для вычисления синуса и коси. нуса, содержаццее генератор, выход которого 15 соединен через делитель со входом счетчика аргумента синуса, и счетчик результата, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упро.