Устройство для вычисления тригонометрических функций

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 13,10 ВО (21) 2991898/18-24с присоединением заявки Ио(41 М. Кп.з 6 06 Р 7/548 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания Зц 11,82 72) Авторыизобретения Е.М. Белов, Н.Н. Зворыкин и Е,А, Шлейф(71) Заявитель ссс, Ссе ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИИ 54 УСТРОЙСТ ов а вход рыми входа- жителей, вывторыми вхого и первоИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных машинах и устройствах.Известно устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее счетчик аргумента, Формирователи приращений функций, регист приращения, накапливающий сумматор, , блок приведения аргумента, сумматор. схемы сравнения, блок регистрации результатов, регистр итераций 11.Его недостатком является Функциональная сложность и невысокая надежность работы, получение высокой точности вычислений требует больших аппаратурных затрат.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления тригонометрических Функций, содержащее два интегратора, первые входы которых подключены к входу устройства, два умно- жителя и два сумматора, причем выхо ды первого и второго интеграторов подключены соответственно к первым входам первого и второго умножителей и к первым входам первого и второго сумматоров, выходы которых соединенысоответственно с вторыми входами второго и первого интеграторустройства соединен с втоми первого и второго умноходы которых соединены сдами соответственно второго сумматоров 12).Недостатком известного устройстваявляется функциональная сложность дополнительно вводимого для повышения точности оборудования и отсутствие мер по предотвращению накопления ошибок, что в конечном счете усложняет устройство, уменьшает надежность его работы и снижает точность вычислений.Цель изобретения - повышение точности и уменьшение аппаратных затрат.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее первый и второй интеграторы, причем первый выход первого интегратора соединен с первым информационным входом второго интегратора, первый информационный вход первого и второй инфор мационный вход второго интегратора соединены с входом приращения аргумента устройства, введены три элемента И, два триггера, элемент НЕ и элемент .ИЛИ-НЕ, причем первый выход второго 30 интегратора соединен с вторым информа 978145ционным входом первого интегратора, вторые выходы первого и второго интеграторов являются соответственно выходами кода синуса и косинуса устройства, вход ввода константы, нуль которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен",установочным входом первого интегатора, вход ввода константы 0,5 устройства соединен с первым входом втоО рого элемента И, выход которого соединен с установочным входом второго интегратора, вход синхросигнала устройства соединен с первым входом третьего элемента И и через элемент НЕ с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы элемента ИЛИ-НЕ и третьего элемента И соединены с вторым выходом первого интегратора, выход третьего элемента И соединен с первыми входами первого и второго триггеров, О вторые входы которых соединены с выходами соответственно элемента ИЛИНЕ и первого триггера, выход второго триггера соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ, выход первого триг гера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит интеграторы 1 30 и 2, элемент И 3, триггеры 4 и 5, элемент НЕ б, элемент ИЛИ-НЕ 7, элементы И 8 и 9, вход 10 упрощения ар" гумента, вход 11 синхросигнала., выход 12 кода синуса, выход 13 кода ко синуса, входы 14 и 15 ввода констант.Устройство работает следующим образом.Независимая переменная в виде приращений ЬХ, поступающая на вход 10 40устройства, возбуждает управляющиевходы интеграторов 1 и 2. На первыхвыходах интеграторов формируются сигналы дифференциалов 1-го порядка.Известно, что независимо от исполь зуемого метода вычислений тригонометрических функций по приращениям, придлительных вычислениях в устройственакапливаются ошибки, существенноснижающие точность вычисления. 50Для исключения накопления ошибокв интеграторах в моменты перехода выходной функции первого интегратора,т.е. 51 п Х, из отрицательной областив положительную, вырабатывается сигнал коррекции, который осуществляетввод в интеграторы начальных условий,т.е. в первый интегратор записывает"ся нуль, а во второй интегратор - 0,5;Данная коррекция выполняется с помощьюдополнительно введенных в устройстводвух триггеров 4 и 5 трех элементовИ 3,8 и 9 элемента ИЛИ"НЕ 7 и элемента НЕ б.,Выполнение коррекции осуществляется следующим образом. 65 При з 1 п Х, находящемся в отрицательной области, отрицательный код З 1 пХ возбуждает второй вход элемента И 3, на второй вход которой подается синхронизирующий сигнал с входа 11, совпадающий по времени с знаковым разрядом кода. В результате этого возбуждается выход элемента И 3,(в моменты совпадения знакового разряда с интегратора 1 и синхроимпульса 11),. который постоянно держит триггеры 4 и 5 в состоянии нуля. При изменении знака в коде з 1 о Х, что происходит тогда, когда з 1 д Х из отрицательного становится положительным, элемент И 3 закрывается, снимая тем самым с триггеров 4 и 5 сигнал обнуления.При переходе з 1 и Х в положительную область на выходе элементов ИЛИНЕ 7, формируются сигналы (инверсные сигналам синхроимпульсов 11), которые возбуждают счетный вход триггера 4.Первый сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7 переводит триггер 4 в состояние 1, который при этом возбуждает вторые входы элементов И 8 и 9. Эти элементы в свою очередь пропускают коды 0 и 0,5 (начальные условия для интеграторов) на входы установки начальных условий интеграторов.По второму сигналу на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7 триггер 4 возвращается в нулевое состояние. Формируемый при этом на его выходе сигнал, приложенный к счетному входу триггера 5, переводит последний в состояние 1, возбуждая его выход. Сигнал с выхода триггера 5 возбуждает третий вход элемента ИЛИ-НЕ 7, благодаря чему этот элемент переходит в состояние, при котором на ее выходе непрерывно присутствуют сигнал ф 0, Тем самым, схема коррекции переходит в стабильное состояние, (триггер 4 в состояние 0, триггер 5 в состояние 1) до тех пор, пока зп Х находится в положительной области. При возвращении 61 п Х в отрицательную область схема коррекции возвращается в исходное состояние - триггера 4 и 5 в. состояние 0, в которой она находится до следующего момента перехода уп Х из отрицательной области в положительную.Предлагаемое устройство для вычисления тригонометрических функций по сравнению с известными имеет лучшие технические характеристики по надежности и точности вычислений, что позволяет его испольэовать с большей эффективностью в специализированных вычислительных устройствах и машинах, в особенности в навигационных системах и системах автоматического регулирования. Это обуславливается введением в устройство вычисления тригонометрических функций элементов, обес978145 15 формула изобретения 30 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Заказ 921 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 йечивающих коррекцию работы устройства, что позволяет существенно повысить точность вычислений, не зависящую от длительности вычислительногопроцесса, что позволяет использоватьустройство в системах с большим временем непрерывной автономной работы.Выбор структуры устройства вычисления тригонометрических функций, выполненной на двух интеграторах, обеспечивает существенное упрощение схемы 0предлагаемого устройства и повышениеЕго надежности, благодаря чему упрощается его эксплуатация. Устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее пер",вый и второй интеграторы, причем первый выход первого интегратора соединен с первым информационным входом второго интегратора, первый информационный вход первого и второй информационный вход второго интеграторовсоединены с входом приращения аргумента устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены три элемента И, два триггера, элемент НЕ. и элемент ИЛИ-НЕ, причем первый выход второго интегратора соединен с вторым информационным входом первого интегратора, вторые выходы первого и второго интеграторов являются соответственно выходами кода синуса и косинуса устройства, вход ввода константы, нуль которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с установочныа входом первого интегратора, вход ввода константы 0,5 устройства соединен с первьм входом второго элемента И, выход которого соединен с установоч ным входом второго интегратора, вход синхросигнала устройства соединен с первым входом третьего элемента И и через элемент НЕ с первым входом элемента ИЛИ-НЕ вторые входы элемента ИЛИ-НЕ и третьего элемента И соедидены с вторым выходом первого интегратора, выход третьего элемента И со" единен с первыми входами первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены с выходами соответствен" но элемента ИЛИ-НЕ и первого триггера, выход второго триггера соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ, выход первого триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 679990, кл. 0 06 Р 7/548, 1979,2. Авторское свидетельство СССР Р 678491, кл. С 06 Р 7/548, 1979 (прототип) .