Частотно-импульсное устройство для вычисления тригонометрических функций

"Ъ ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕПЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваМ б 06 д 7/2 1654889 18-24) Заявлено 06 Х,19 с присоединение аявкиасударственный комитетСовета Миниатрав СССРпа делам изааретенийн открытий юритетубликовано 05.1111.1973. Бюллетень,хЪ 29 681.335,813 (088,8 исаи ия З.Х 11.1973 а опуоликова Авторы изобретени О. Паламарвк, Н. И, Иола и В. ома язанскнй радиотехнический институт Заявите АСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙя повышение устройс пва арактера обИзобретение относится к области вьчислительной техник 1 и и может быть использовано для решения гцирокого круга задач в составе навигационного контрольно-измерительного оборудования и в различных моделирующих , стаповках.Известен сипусно-косинусный функциональный преобразователь, содержащий реверсивный счетчик, преобразователь частоты в код, блок определения интервала, датчики образцовых частот, блэк выдачи результатов, дешифратор, делитель частоты, частотно-импульсные следящие блоки и логические схемы,Недостапком известного устройства является низкая точность воспроизведения синуснокосинусных зав гсимостей, обусловленная погрешностями греобразователя частоты в код и нелгнейных преобразований.Целью изобретения являетсточности частотно-импульсногопри сохранении непрерывного хработки и:нформацип.Для вьпполнения этой цели предложенное устройство содержит логическую схему, входы которой по;ключены к одному из выходов делителя частоты и к выходу старшего разряда преобразователя частоты в код, и четыре группы импульсно-потенциальных схем И, потенциальные входы которых соединены с выхочамп дешифратора блэка определения интервала. Импульсные входы двух групп подключены к выходам первого датчика образцовых частот, а выходы через схемы ИЛИ подсоединены к потенциальным вхо дам двух дополнительных импульсно-потенциальных схем И, импульсные входы которых подключены к выходу логической трпггерной схемы, а выходы через схемы ИЛИ соединены с первыми входамн реверсивных 10 счетчиков частотно-импульсных следящихблоков. Импульсные входы двух других груатп импульспозпотенциальных схем И соединены с выходами второго датчика образцовых частот, а нх выходы через схемы ИЛИ под ключены ко вторым входам реверсивных счетчиков частотно-импульсных следящих блоков.,г 1 ва гхода блока выдачи результатов соединены с потенциальными выходамп двух младших разрядов преобразователя частоты в код 20 блока эпределения интервала.На фнг. 1 представлена схема устройства,которое содержит блок определения интервала 1, состоящий из преобразователя частоты в код 2 и дешифратора 3, датчик образцовых 25 частот 4, логические схемы б, импульсно-потенциальные схемы И б, 7, схему ИЛИ 8, датчик образцовых частот 9, схемы ИЛИ 10, 11, частотно-импульсные следящие блоки 12, 13, блок выдачи результатов 14, реверсив ные счетчики 1 б и делители частоты 1 б; на3фиг. 2 показаны выходные сигналы устройства; на фиг. 3 - график иопользования параметров линейных участков для образования функцийЛ, = з 1 п х, 2, = созх,Вход Р, устройства подключен ко входу преобразователя 2 блока определения интервалов 1, соединенного остальными входами с шинами опорных частотных составляющих (Рю/2;) с делителя частоты.Потенциальные входы первых двух разрядов преобразователя 2 соединены со входами блока выдачи результатов 14, а остальные - со входами дешифратора 3 участков аппроксимации, подключенного выходом к потенциальным входам четырех групи схем И б, импульсные входы которых соединены с выходами датчиков 4 и 9, входы которых подключены к шуринам опорных частотных составляющих.Частотный выход последнего разряда преобразователя 2 подключен ко входу логической схемы 5, соединенной вторым входом с шиной опорной частотной составляющей, а выходом - с потенциальными входами двух схем И 7. Импульсные входы последних через схемы ИЛИ 8 подключены к выходам двух групп схем И б, а выходы - ко входам схем ИЛИ 1 О, 11.30Второй вход схемы ИЛИ 10 через схему ИЛИ З,подключен к выходам третьей группы схем И б, а выход - к суммирующему входу счетчика 15 частотно-импульсного блока 12, управляющего делителями частоты 1 б. з Выход схемы ИЛИ 11, второй вход которой соединен с выходом следящего частотно-импульсного блошка 13, подключен к вычитающему входу ее счетчика 15. Его суммирующий вход через схему ИЛИ 8 подключен к вы ходам четвертой группы схем И б. Другие входы блоков 12 и 13 подключены к шине опорной частотной составляющей и ко входам блока выдачи результатов 14.Устройство предназначено для воспроизве дения зависимостей видаг,=Аз 1 пХ, У,=АсозХ и представляет собой двухканальный функ- у циональный,преобразователь, в каждом из каналов которого для каждого квадранта моделируется соответственно множительно-синусная и множительно-косинусная зависимости в интервале ГО, и/2 Д. При изменении аргумента 55 в пределах ( - 2 п, +2 л) на выходы устройства коммутируются выходы двух, каналов, реализуя У =А з 1 п Хи Л,=Асоз Х , и формируются сигналы з 1 дпЛь з 1 дп 2, (фиг. 2).В основу моделирования синусной и косинусной зависимостей в интервале О, и/2 положен метод кусочно-линейной аппроксимации функций (фиг. 3). При этом иапользуются одни и те же параметры линейных участков (1 да;, У ) в соответствии с моделирующими выражениями для 1-то учасгка аппроксимации:Г = Л, + (Х - Х,) 1 а а (1)Г = У /,- (Х - Х ) 1 д а(п - 1 + 2).Входи ая ч астота Р, =- Х поступ ает па вход преобразователя 2 блошка определения интервала 1, первые два разряда которого фиксируют двоичный код номера квадранта, в котором находится значение аргумента Х, а остальные - двоичный код номера участка аппроксимации /, При этом опорная частотная составляющая старщего разряда преобразователя 2 соответствует 0,5Х акс=п, а его младшего разряда определяет величину .частка аппроксимации ЛХ=Х, - Х; ьСогласно принципу действия преобразователя 2 на каждый его последующий разряд ,поступает разность входной частоты Р, и суммы тех частотных составляющих, наличие которых в частоте Р, зафиксировано на предыд щих разрядах.Таким образом, с выхода второго разряда па последующие, определяющие код / участка аппроксимации, поступает частота, значение которой соответствует Х - (К - 1) - , где2 К=1,2,3,4 - номер квадранта, а с последующего разряда на вход логической схемы 5 - частота (Р - Р), соответствующая разности (Х - Х;). Логическая схема 5 в совокупности со схемами И 7 позволяет реализовать операциями умножения"х + "х/Р 1 даРрв первом канале их - "х/Р 1 я ап - / 2Ррво втором,Частоты Р 1 дк; и РГ;, моделирующие параметры линейных участков аппроксимации, представляют собой неравномерно раопределенные последовательности импульсов, которые образуются как сумма частотных двоичных составляющих, получаемых с делителя частоты 1 б с соответствующими разрядными коэффициентами а;игде1, если Рю/2 присутствует в наборе;а =О, если Рю/2 отсутствует в наборе;Рю - опорная частота, поступающая,навход делителя частоты 1 б;а - количество двоичных составляющих,участвующих в иаборе,На схеме ИЛИ 10 суммируется результатумножения с первого канала с соответствующей частотой Р,Следящие блоки 12 и 13 сглаживают па-. чечный характер информации результатов умножения и осуществляют умножение синусной и косинусной зависимостей на коэффициент Рл. Кроме того, на реверсивном счетчвке следящего блока 13 вычитается частота Р и результаты умножаются на второй канал,Моделирующие выражения для каждого из каналов на 1-м участке аппроксимации записываются в вадеРА х х 1Р= Р 1 да 1+ РУо Рдг 1рх - х 1Ь -гл - 1+2 Ы д - 1+2о з(2)Сравнение выражений (1) и (2) доказывает, что устройство моделирует аппроксимирующую зависимость (1) при выполнении условия:Рх =Х; Р 1 да =1 да 1, Р=2 г 1 / и одновременно ее умножение на величину Апрои,выполнении условия:Реализация зависимостей Л=Аяп Х( и Л=АсозХ в интервале- 2 л, +2 л и формирование соответствующих сигналов ыдп 2 и ядп Л на выходе устройства осуществляется с помощью блока выдачи результатов 14, который коммутирует выходы двух;каналов устройства и формирует соответствующие знаки на выходе вычислителя. Предмет изобретени я Частотно-импульсное устройство для вычисления тригонометричеоких функций, содержа шее блок определения интервала с преобразователем частоты в код, соединенным с дешифратором, два датчика образцовых частот, входы которых подключены к выходам делителя частоты, два частотно-импульсных следящих 10 блока с реверсивными счетчиками, логическими схемаии, импульсно-:потенциальными схемами И и делителями частоты, выходы которых подключены ко входам блока выдачи результатов, отличавшееся тем, что, с целью 15 повышения точности, оно содержит логическую схему, входы которой подключены к одному из выходов делителя частоты и к выхо.ду старшего разряда преобразователя частоты в код, и четыре группы импульсночпотенци альных схем И, потенциальные входы которых соединены с выходами дешифратора блока Определения интервала; импульсные входы двух групп подключены к выходам первого датчика образцовых частот, а выходы через 25 схемы ИЛИ подсоединены к потенциальнымвходам двух дополнительных импульсно-потенциальных схем И, импульсные входы которых подключены к выходу логической схемы, а выходы через схемы ИЛИ соединены 30 с первыми входами реверсивных счетчиковчастотнозимпульсных следящих блоков; имлульоные,входы двух других групп импульсно- потенциальных схем И соединены с выходами второго датчика образцовых частот, а их 35 выходы через схемы ИЛИ подключены ковторым входам реверсивных счетчиков частотно-импульсных следящих блоков; два входа блока выдачи результатов соединены с потенциальными выходами двух младших разрядов 40 преобразователя частоты в код блока определения дтювала.389517 57 дП У,Рг Г п 1 Х едакто ПодписноеР Тираж 647 овстуг айпи ткрытий аб, д 4 5 аказ .;21012 Изд. М 756 ЦНИИПИ 1 осударсгвсппого коз,птега по;сдам изобретении Москва, Ж, Ргупзска