Устройство для цифрового воспроизведения функции “косинус

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК С 06 Р 7 / 5 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВ ЬСТВУ о содержащее перв первый и второй второ аторы регистры,блок уп нный вход м инфоргистра, равления,устройствамационным ормаци с перв вого р чем оединен одом пе код выход которо го, являющиися подключен со сд строист м а иксированное чис зрядов рвого сумин разряд рого сумму входу оторого второго аво первому входу п со сдвигом на о ато влево кматора ервому входу к информацио второго соедине егистра, выходс вторым входом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИИ "КОСИНУС" сумматора, т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введен коммутатор, а блок управления содержитриггер, элемент ИЛИ, элемент задержки, элемент И, причем вход запуска устройства подключен к входуэлемента задержки и первому входуэлемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами первогои второго регистров, тактовый входустройства подключен к первому входэлемента И, выход которого соединенс вторым входом элемента ИЛИ, выходэлемента задержки подключен к входутриггера, инверсный выход которогосоединен с вторым входом элемента И, а прямой выход подключен куправляющему входу коммутатора, вькоторого соединен с вторым информационным входом первого регистра,выход первого сумматора подключенк первому информационному входу исо сдвигом на один разряд вправок второму информационному входу коммутатора, выход второго сумматорасоединен с вторым входом первогосумматора.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифрового преобразования периодических сигналов,а также в специализированных вычислителях для вычисления функцииА соз юЬЧИзвестны устройства для воспроизведения круговых функций во време 1 Они, содержащие замкнутую цепь из двухцифровых интеграторов.Известно устройство, содержащеетри двоичных счетчика, два элементаИ-ИЛИ, причем выходы первого и второго счетчиков подключены к первымвходам первого и второго элементовИ-ИЛИ соответственно, к вторым входам которых подключены выходы третьего счетчика, выходы первого и второго элементов И-ИЛИ подключены к счет Оным входам второго и первого счетчиков соответственно, на счетный входтретьего счетчика подаются импульсытактовой частоты с входа устройства,.Устройство позволяет вычислить значениефункции Асов ш йЧза ш тактов 1.11,Недостатком устройства являетсямалая допустимая величина приращения аргумента д при заданной точности, так как Ь Ч = 2 п,где- ЗОчисло разрядов выходного кода.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство, которое содержит первыйи второй регистры, первый и второй Зсумматоры, блок управления, причемвыход первого регистра подключенк первому входу первого сумматораи к второму входу второго сумматора,выход второго регистра подключен к 4 Опервому входу второго сумматора и квторому входу первого сумматора,выходы первого и второго сумматоровподключены к входам соответственнопервого и второго регистров 1,2.1, 45Устройство позволяет эа два тактапо начальным значениям кодов А зп 6;,А созО;, записанных в первом и второмрегистрах, вычислить новые значения кодов, равные А(1+4 з 1.п(О;+ 2 с) 5 ОА(1+йфо) сов (6;+ 2 с), При работе вдвоичной системе с = агсц 2 , гдеК - число натурального ряда, задающее величину приращения аргумента.При вычислении новых значенийГ 5функции возникает множитель (1+ Тд о,при работе в двоичной системе равный(1+2 ф) и представляющий собой методическую погрешность вычисления. Для уменьшения методической погрешности структура перестраивается таким образом, что к вторым входам первого и второго сумматоров под ключаются выходы первого и второго регистров соответственно, сдвинутые на 2 К разрядов вправо, Такая структура позволяет в следующем такте умножить содержимое регистров на множитель (1-2" ), в результате чего погрешность уменьшается дО величины (1-2 ф) . При необходимости еще более уменьшить погрешность коды регистров при передаче на вторые входы сумматоров сдвигаются на 4 К разрядов, и на следующем такте происходит умножение содержимого регистров на множитель (1+2"ф"), в результате чего погрешность уменьшается до величины (1-2 ). Анало-ВК гично процесс уменьшения погрешности повторяется до тех пор, пока погрешность не будет меньше заданного значения.Таким образом, значение функции А созвдвычисляется за т(2 К) тактов, где К - число тактов, необходимых для умножения результата на множители, компенсирующие методическую погрешность.При использовании известного устройства отсутствуют ограничения величины й так как М=2 аксд 2 где К - любое число натурального ряда.Недостатком этого устройства является низкое быстродействие при воспроизведении функции А соз шл, так как вычисление нового значения функции при изменении аргумента на величину ЬЧ происходит за (2+К) тактов, необходимых для компенсации методической погрешности. Цель изобретения - повышение быст. родействия.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для цифрового воспроизведения функции "косинус", содержащее первый и второй регистры, первый и второй сумматоры и блок управления, причем информационный вход устройства соединен с первым информационным входом первого регистра, выход которого, являющийся выходом устройства, подключен со сдвигом на фиксированное число разрядов вправо к первому входу первого сумматора и со сдвигом на один разряд1092499влево к первому входу второго сумматора и к информационному входу вто рого регистра, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, введен коммутатор, а блок управления содержит триггер, элемент ИЛИ; элемент задержки, элемент И, причем вход запуска устройства подключен к входу элемента задержки и первому входу элемента ИЛИ, выход 10 которого соединен с управляющими входами первого и второго регистров, тактовый вход устройства подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с вторым входом 15 элемента ИЛИ, выход элемента задержки подключен к входу триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И, а прямой выход подключен к управляющему вхо ду коммутатора, выход которого соединен свторым информационным входом первого регистра, выход первого сумматора подключен к первому информационному входу и со сдвигом на один 25 разряд вправо к второму информационному входу .коммутатора, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого сумматора.Введение дополнительного коммута- Зо тора позволяет вычислить и записать в первый и второй регистры такие начальные значения кодов, которые в совокупности с новыми связями между элементами обеспечивают вычисление значений функций А соз вЮ за ш тактов без методической погрешности, в результате чего исключается время на компенсацию погрешности.На чертеже изображена блок-схема 4 устройства для воспроизведения функции косинус Устройство содержит первый и второй регистры 1 и 2, первый и второй сумматоры 3 и 4, блок 5 управления,45 коммутатор 6. Блок 5 управления содержит триггер 7, элемент ИЛИ 8, элемент И 9, элемент 10 задержки,Выходы регистра 1 подключены к выходам устройства, к информационным входам регистра 2, к первым входам сумматора 4 со сдвигом на один разряд влево и к первым входам сумматора 3 со сдвигом на (К) разряд вправо, выходы регистра 2 подключены к вторым входам сумматора 4, выходы которого подключены к вторым входам сумматора 3, выходы которого подключены к первым информационным входам коммутатора 6 и со сдвигом на один разряд вправо к вторым информационным входам коммутатора 6, выходы которого подключены к вторым информационным входам регистра 1, первые информационные входы которого являются информационными входами устройства, управляющие входы регистров 1 и 2 подключены к выходу элемента ИЛИ 8 блока управления, управляющий вход коммутатора подключен к прямому выходу триггера 7.Вход запуска блока управления подключен к элементу 1 О задержки и к первому входу элемента ИЛИ 8. Тактовый вход блока управления подключен к первому входу элемента И 9, выход которой подключен к второму входу элемента ИЛИ 8, выход элемента 10 задержки подключен к входу триггера 7, инверсный выход которого подключен к второму входу элемента И 9.Устройство работает следующим образом.На тактовый вход блока управления с управляющего входа устройства непрерывно поступаютимпульсы тактовой частоты. Обозначим коды, устанавливающиеся на выходах элементов схемы после прихода 1-го импульса на управляющие входы регистров 1 и 2, следующим образом: х; - код на выходе регистра 1, у, - код на выходе регистра 2, г; - код на выходе сумматора 3, ц; - код на выходе сумматора 4, ч; - код на выходе коммутатора 6. Определим соотношения между этими кодами.Сумматор 4 осуществляет вычитание кода, подключенного к его второму входу из кода, подключенного к его первому входу. Так как к его первому входу подключен код регистра 1, сдвинутый на один разряд влево, а к второму входу подключен выход регистра 2, код на выходе сумматора 4 равен и= 2 х - у; .Сумматор 3 осуществляет вычитание кода, подключенного к его первому входу, из кода, подключенного к его второму входу, Так как к первому входу сумматора 3 подключен код регистра 1, сдвинутый на (К) разряд вправо, а к второму входу подключен выход сумматора 4, код на вы 1092499ходе сумматора 3 равен к = ц -2 (К "1кх 2 х (1-2 ) -уОбозначим 1-2 = соз д 1, тогдах;= 2 х; созда- у . Код на выходекоммутатора 6 при включении еговторого информационного входа равенкоду сумматора 3, сдвинутому на одинразряд вправо, т.е.1 1ч;= е х соя ЙУ у (1)1 21 2Код на выходе коммутатора 6 при включении его первого информационного входа равен коду сумматора 3, т.е.ч. = г = 2 х .соз ЬЧ- у (2)1 1В регистры 1 и 2 при действии 1-го управляющего импульса на их управляющий вход записываются коды, установившиеся на их информационных входах после действия (-1)-го управляющего импульса, т,е.х, =ч, 1 У25В исходном состоянии (1=0) регистр 2.обнулен, в регистр 1 с информационного входа устройства переписан код амплитуды А воспроизводимой Функции, триггер 7 установлен в положение, при котором элемент И 9 не пропускает импульсы тактовой частоты на управляющие входы регистров 1 и 2, при этом открыт второй информационный вход коммутатора 6. В соответствии с выражением (1) запишем значение кода на выходе коммутато 1ч = х соя ЛЧ- - У = А соз,о о оСхема начинает работать при пос туплении импульса "Запуск" на вход запуска блока управления. Импульс "Запуск" через элемент ИЛИ 8 попадает на управляющие входы регистров 1 и 2, в которые записываются новые 45 значения кодов, соответствующие =1, причем х " ч 0 = А соя ЬУ; у =х =А.После окончания переходных процессов в элементах схемы, на выходе сумматора 3 устанавливается код 50гг 2 хсозИ-у=2 А сояЛР-АА соя ллем.Через. время, определяемое элементом 10 задержки, импульс "Запуск" перебрасывает триггер 7, При этом включается первый информацион 55 ный вход коммутатора 6 и на его выходе устанавливается кодч= 3-= А соз 2 бУ,Триггер 7 открывает элементИ 9,импульсы тактовой частоты начинаютпоступать через элемент ИЛИ 8 на уп"равляющие входы регистров 1 и 2.По первому импульсу тактовойчастоты (1=2) в регистры записываются .новые значения кодов, равныех =ч =А соя 2 дМ у =х =А созда1 1 г .уПосле окончания переходных про" цессов в элементах схемы, на вы ходе коммутатора 6 устанавливается код, в соответствии с выражением (2) равныймг"-2 =2 хг со 5 лУ=2 АСО 51 ь Чс 05 М 2- дсо 5 д У: Асоз (2 л-л+Дсоб (2 л 4+д- -4 со 5 Л = Лсоэ 3 ЛПо второму импульсу тактовой частоты (х=3) в регистры 1 и 2 записываются новые значения кодовх = ч =А соя ЗДУ; УЗ= хг=А соя 2 ЮНа выходе коммутатора 6 устанавливается код, равныйч:г:2 х соэ Ьм =2 Асо 53 лЧсО 5 Ю 3 3 Ъ-Д Со 52 Л =Лсоэ 4 дЧ,По третьему импульсу тактовой частоты (=4) этот код переписывается в регистр 1.Аналогично, после поступления (ш)-го импульса тактовой частоты (1=ш) в регистр 1 записывается код, равныйх= А соз шЛ,В результате на щ-й итерации на выходе устройства формируется значение Функции А соз ш Л, причем одна итерация - вычисление нового значения функции при изменении арг умента на величину й 9 =- агссоя (1-2 ), где К - любое заданное число натурального ряда, осуществляется за один такт без методической погрешности.Данное устройство обеспечивает повышение быстродействия в (2+2) раз по сравнению с прототипом при воспроизведении функции "косинус",1092499 Составитель В.Гапоноведактор Л.Алексеенко Техред И. Надь Корректор С. Шекмар Заказ 3255/32ВНИИ ПодписнР иал ППП "Пат ул. Проек г. Ужг Тираж 699 Государственного коми елам изобретений и от Москва, Ж, Раушска тета СССрытийнаб., д.