SU868754A1 - Устройство дл вычислени синуса и косинуса угла - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СИНУСА И КОСИНУСА УГЛА

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированной вычислительный аппаратуре в услови х быстропротекающих вычислительных процессов высокой точности.

Известно устройство дл  вычислени  синуса и косинуса угла, содержащее счетчик угловых дискрет,.двоичные умножители , синусный и косинусный регистры . Принцип формировани  кодов основан на св зи между функци ми синуса и, косинуса, а именно на том, что интеграл одной функции равен другой функции 1 .

Недостатком указанного устройства  вл етс  ограниченное быстродействие, та как состо ни  регистров определ ютс  количеством импульсов, поступивших на счетчик.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  вычислени  синуса и косинуса угла, выраженного в двоичном коде. В этом устройстве х разр дов , представл ющих значение угла 6, выводитс  с разрешением i 9 на информационных входах регистра. На х. выходах этого регистра по вл ютс 

(-ц гт тт  V о т ст-гт/ -о - о tj птгоитлз

X выходов регистра св заны с помощью инверсной разр дной схемл, обла дающей двум  устойчивыми состо ни ми , с X входами посто нной пам ти. На у выходах посто нной пам ти в зависимости от состо ни  инверсной разр дной схемы по вл етс  либо значение синуса9 , либо синус угла, разр ды значени  которого инвертированы относительно разр дов значени  (б-Л), т.е. угла (Т/а-9 ). Устройство предназначено дл  почти одновременного определени  синуса или косинуса угла в , значение которого выражено в цифровой форме 2.

Недостатком известного устройства дл  вычислени  синуса и косинуса угла, выраженного в двоичном коде,  вл етс  ограниченное быстродействие, обусловленное наличием посто нного запоминающего устройства.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  вычислени  сит нуса и косинуса угла, содержащее ре-. гистр и коммутатор кодов угла, входы которого соединены с (п-2)-ыми :младшими разр дами регистра, где п-развведены дешифратор кодов угла, де1иифратор октантов, шифратор кодов синуса и косинуса, дешифратор знака и коммутатор кодов синуса и косинуса , причем выход коммутатора, кодов угла через дешифратор кодов угла-подключен ко входу шифратора кодов сиjyca и косинуса, выходы синуса и ко:;инуса которого .подключены соответст енно к первому и второму входам коммутатора кодов синуса и косинуса, первый и второй управл ющие входы которого подключены к соответствующим выходам дешифратора октантов, входы которого соединены с выходами трех старших разр дов регистра, выходы двух старших разр дов которого соединены со входами дешифратора знака , выходы которого  вл ютс  выходами знака устройства,а выходы коммутатора кодов синуса и косинуса  вл ютс  выходами кодов функций устройства .

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит регистр 1, комутатор 2 кодов угла, дешифратор 3 кодов угла, шифратор 4 кодов синуса и косинуса, коммутатор 5 кодов синуса и косинуса, дешифратор б знака и дешифратор 7 октантов.

Устройство работает следующим образом .

На. вход регистра дл  вычислени  снуса и косинуса поступает двоичный код угла. Коммутатор 2 кодов .угла переключает на общий выход с 1-ого по (п-2)-ой разр ды пр мого и обратного кодов угла . Признаком подключени  пр мого кода  вл етс  О в ()ом разр де кода угла, а признаком подключени  обратного кода - логическа  1 в этом разр де. Пр мой или обратный КОД угла с выхода коммутатора 2 поступает на дешифратор 3, преобразующий двоичный код в позиционный с количеством шин, равным количеству участков дискретизации функции синуса и косинуса на интервале 0-45°. Шифратор 4 представл ет собой комбинационную схему, состо щую из двух блоков элементов ИЛИ. На первом выходе шифратора 4 за счет синтеза входных сигналов обеспечиваетс  формирование двоичного параллелного кода синуса, а на втором - формрование кода косинуса углов, лежащих в пределах 0-45°.

а выхода шифратора 4 коды синуса и кс синуса углов первого октанта поступают на коммутатор 5, имеющий два канала, каждый из которых содержит элементы 2И-ИЛИ, число которых равно Числу разр дов формируемого кода. На первые входы первых элементов И каждго разр да поступает код с первого выхода шифратора, а на первые входы вторых элементов И - код со второго выхода шифратора элементов. На вторые входы элементов И подаютс  сигналы управлени  с дешифратора 7 октантов . Ко входу дешифратора октантов подключены три старших разр да кода угла. Они несут информацию о - номере октанта, в котором находитс  угол, значение синуса и косинуса которого необходимо вычислить.

Восемь выходов дешифратора 7 объединены в группы по четыре элемента

- ИЛИ. Первый элемент ИЛИ объедин ет дешифрованные сигналы 1, 4/5 5, 8-ого октантов, второй - 2, 3, 6, 7-ого октантов. С выходов элементов ИЛИ дешифратора 7 сигналы поступают на управл ющие входы коммутатора 5 кодов,

5 Так как шифратор 4 формирует коды синуса и косинуса только дл  углов 0-45, то вычисление значений функции дл  углов вне первого октанта осуществл етс  приведением их к

0 значени м первого октанта в соответствии с выражени ми

(3rici-s)(3r/a-t-9j| sin(:ir-o;| iein )(j,jr/a-0)( эл-л4е)/ |s-(n(ijr-Q)|;(1)

COS-j5-ln(jr/Q-9}| l5,n (TO+0)jr|COS(J-9)(jr-vg)U HSin{3Jr/a-9)|rlSin(i,jr/l49)|.|co5()l ,

(2J

где 9 - угол, лежащий в предела)

0-45.

Так, вычисление синуса и косинуса угла второго октанта происходит следующим образом. Двоичный код угла с выхода регистра 1 поступает на

коммутатор 2, Так как во втором октанте (п-2)-ой разр д кода угла име- ВТ значение логической , то на дешифратор 3 поступает обратный код угла. На одНом из выходов дешифратора 3 по вл етс  сигнал, который проходит на входы шифратора 4, Сформированные коды поступают на коммутатор 5. В соответствии с выражени ми (1) и (2) на выход канала синуса коммутатора 5 передаетс  код с выхода соответствующего шифратора, а на выход канала косинуса - код с другого выхода шифратора 4. На одном выходе коммутатора кодов формируетс  параллельный двоичный код, соответствующий абсолютному значению функции синуса , на другом выходе - код, соответствующий абсолютному значению функции косинуса. Вычисление значений функции синуса и косинуса дл 

углов других октантов происходит аналогично в соответствии с выражени ми (1) и (2) .

Дешифратор б знака представл ет собой дещифратор, на вход которого

Claims (2)

1. поступают два старших разр да кода угла.Дешифрированныесосто ни  первого и BTopo.ro квадрантов объедин ютс  элементом ИЛИ и формируетс  знак Sin .Дешифрированные состо ни  первого и четвертого квадрантов служат признаком знака функции cos0. Сигналы знака функции синуса и косинус поступают на выход устройства. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет получить одновременно значени  синуса и косинуса уг ла, а также сигналы знака этих функ ций . Вычисление значени  синуса и косинуса осуществл етс  с помоцью комбинационной схемы, что позвол ет существенно увеличить быстродействи устройства. Известное устройство содержит по то нное запоминающее устройство, ци о считывани  информации которого со тавл ет 1,5-2 МКС. В предлагаемом устройстве врем  вычислени  значени синуса и косинуса с момента поступлени  кода угла в регистр составл ет не более 0,1 МКС. Точность вычислени  зависит от количества разр дов сформированных кодов синуса и ко синуса и не имеет существенных ограничений . Простота реализации, высокие надежность , точность и быстродействие позвол ют широко использовать предла гаемое устройство в специализированной вычислительной аппаратуре в усло ви х быстропротекающих вычислительны процессов. Формула изобретени  Устройство дл  вычислени  синуса и косинуса угла,содержащее регистр и коммутатор кодов угла, входы которого соединены с (п-2)-ыми младшими разр дами регистра, где п -; разр дность аргумента,о т п ич а юще е с   тем,что, с целью повышени  быстродействи , в него введены дешифратор кодов угла, дешифратор октантов , шифратор кодов синуса и косинуса , дешифратор знака и коммутатор кодов синуса и косинуса, причем выход коммутатора кодов угла через дешифратор кодов угла подключен ко входу шифратора кодов синуса и косинуса , выходы синуса и косинуса которого подключены соответственно к первому и второму входам коммутатора кодов синуса и косинуса, первый и управл ющие входы которого подключены к соответствующим выходам дешифратора октантов, входы которого соединены с выходами трех старших разр дов регистра, выходы двух старших разр дов которого соединены со входами дешифратора зцака, выходы которого  вл ютс  выходами знака устройства, а выходы коммутатора кодов синуса и косинуса  вл ютс  выходами кодов функций устройства. Источники информации,, прин тые во внимание при экспертизе , 1. Воронов А.А. и др. Цифровые аналоги дл  систем автоматического управлени . I960, с.117. .
2. 2. Патент .Франции №2175237, кл, G-Об F 7/00, опублик. 1,973 (прототип ) .

   Код yua 1/

   ft-2

   лл Знак cosB

   n