SU924700A1 - Device for calculating trigonometric functions - Google Patents
Device for calculating trigonometric functions Download PDFInfo
- Publication number
- SU924700A1 SU924700A1 SU792842064A SU2842064A SU924700A1 SU 924700 A1 SU924700 A1 SU 924700A1 SU 792842064 A SU792842064 A SU 792842064A SU 2842064 A SU2842064 A SU 2842064A SU 924700 A1 SU924700 A1 SU 924700A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- delay
- frequency divider
- Prior art date
Links
Description
() УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ() DEVICE FOR CALCULATION OF TRIGONOMETRIC FUNCTIONS
Изобретение относитс к вычислительной технике и предназначено дл воспроизведени функциональных зави симостей в управл ющих системах и специализированных вычислительных машинах.The invention relates to computing and is intended to reproduce functional dependencies in control systems and specialized computers.
Известно цифровое устройство,с помощью которого можно вырабатывать дискретные значени синусоиды, состо щее из накапливакхцего сумматора, блока вентилей, блока умножени , ключей управлени и триггера зна ка ГП.A digital device is known with which it is possible to produce discrete values of a sinusoid consisting of a accumulator of a summer adder, a block of gates, a multiplication unit, control keys, and a trigger for the sign of the SE.
Недостатком данного устройства вл етс низка точность, обусловленна тем, что на выходе устройства кроме синусоиды основной частоты присутствуют дакже синусоиды частот, кратных с кратностью (К 3 5. 7 .-) основной частоте, внос щие погрешность дискрет синусоиды до 3 6 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс The disadvantage of this device is low accuracy due to the fact that at the output of the device, in addition to a sinusoid of the fundamental frequency, there are also sinusoids of frequencies that are multiples of the frequency (K 3 5. 7 .-) of the fundamental frequency, contributing to an error of discrete sinusoids up to 3 6 technical essence to the proposed is
устройство 12, содержащее двоичный счетчик, три сумматора, делитель частоты, три элемента И и два элемента задержки, причем вход уст-, ройства соединен с первым входом первого сумматора, первым входом первого элемента И и через первый элемент задержки с первым входом второго сумматора, первым входом второго элемента И, входом второго a device 12 comprising a binary counter, three adders, a frequency divider, three And elements and two delay elements, the input of the device connected to the first input of the first adder, the first input of the first And element and through the first delay element to the first input of the second adder, the first input of the second element And the input of the second
10 элемента задержки, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И и через счетчик к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом 10 delay element, the output of which is connected to the first input of the third element And through a counter to the second input of the second element And, the output of which is connected to the second input
15 второго сумматора и вторым входом первого сумматора, выход второго сумматора подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первый входом третьего 15 of the second adder and the second input of the first adder, the output of the second adder is connected to the second input of the first element I, the output of which is connected to the first input of the third
сумматора, выход кот9рого подключен ко второму входу третьего элеMeHta И, выход которого соединен с третьим входом первого сумматора. 39 к четвертому входу которого подключен первый выход делител частоты, вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, второй выход делител частоты подключен ко второму входу третьего сумматора. Дл вычислени значений в устрой стве реализуетс метод разложени тригонометрических функций в степен ной р д, причем берут три первых члена р да. Например, при вычислении косинуса используетс разложение его в степенной р д следующего вида: . 4 () Недостатками известного yctpoflства вл етс низк-а точность вычислени значений тригонометрически функций и мала область допустимого изменени аргумента, равна четверти периода. Низка точность обусловлёна- тем , что дл вычислени используетс три члена разложени воспроизводимой функции в р д Тейлора в результате чего погроаность быстро возрастает с увеличением аргумента . Рост ошибки Л «4 jf(x) 1 - 4 -2 -COSX . 2 i можно проследить гю данным таблицы. Как видно из этой таблицы уже при X че|эез четверть периода функции погрешность вычислени значени функции дocтигaet 2%, Мала область возможного изменени аргумента - вл етс следствием недопустимого возрастани погрешности вне переделов четверти периода воспроизводимой функции, например. -т , величина этой погрешности равна 10,8%. Цель изобретени - повышение точ ности вычислени и расширени облас ти допустимого изменени аргумента Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл вычислени тригонометрических функций, содержащее счетчик, три сумматора, три элемента И, два элемента задерж ки и первый делитель частоты, причем выход первого элемента задержки, соединен с входом второго элемента задержки, выход первого делител частоты соединен с первым входом первого сумматора, вход первого элемента задержки соединен с первым входом первого элемента И, выход первого элемента задержки соединен .с первым входом второго элемента И, выход счетчика соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединён с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, дополнительно введены третий и четвертый элементы задержки, четвертый сумматор, второй, третий и четвертый делители частоты и четвертый элемент И, причем вход уст- ройства соединен с входами второго делител частоты и третьего элемен- та задержки, выход которого соеди- нен с входами первого делител частоты и четвертого элемента задержки , выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора и входом .первого элемента задержки, выход которого через третий делитель частоты соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго элемента задержки через четвертый делитель частоты соединен с входом счетчика, первый вход четвертого элемента И соединен с выходом первого сумматора , вторые входы Третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с выходом третьего элемента задержки и входом устройства, выход второго делител соединен с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит вход 1, делитель 2 частоты, сумматор. 3, элемент И k, элемент 5 задержки, сумматор 6, делитель 7 частоты, элемент И 8, элемент 9 задержки, сумматор 10, элемент И 11, элемент 12 задержки, сумматор 13, делитель 14 частоты, элемент И 15, элемент 16 задер)Аки, делитель 17 частоты и счетчик 18. Начальное состо ние сумматора 3 единицы во всех разр дах, а сумматоров 6, 10, 13 и счетчика 18 нулевое . Делитель 2 частоты осуществл ет деление количества вход ных импульсов на коэффициент 8I 00/tl21, Делитель 7 частоты делит число входных импульсов на коэффициент . Делители 1 и 17 частоты дел т число входных импульсов соответственно на коэффициенты 5/2 и 35/2. Устройство работаег следующим Ьбраэом. С входа 1 последовательность импульсов поступает через элементы S, 12, 9 и 16 задержки на вход делител 17 частоты, с шхода которой уменьшенна в 35/2 раз эта прследовательность поступает на счетчик 18, выполненный п-разр дным, двоичным , в котором накапливаетс код - о SV С()-2- - Х2- 55SJ 1-0 Этот код через второй элемент 15 поступает на вход второго сумматора 13f на вход вычитани которого с выхода делител 1 частоты поступает после овательнюсть импульсов, уменьшенна в 5/2 раз. Во втором су маторе 13 имеющем 2 разр дов,нака ливаетс код -1. (4 i:-ii - --&« S) 2-и Код S через первый элемент И It подаетс на вход третьего сумматора to, имеющего Зп разр дов,на вход вычитани которого поступают вход .ные импульсы с выхода элемента 9 за держки. В третьем сумматоре 10 накапливаетс код S(x)«(1-6i -i-80x -20x K2. ( Этот код через третий элемент И поступает на вход первого сумматора 6, на вход вычитани которого с выхода делител 7 частоты подаетс по следоват ел ьно ст ь входных импуль со уменьшенна в (О/ЗЗ раз. в первом сумматоре 6, имеющем kn разр дов, накапливаетс код г . 1 М . л S ( -Ji5 iS 105 10Б Код Sj через четвертый элемент И k подаетс на вход четвертого сумматора 3, на вход вычитани которого с выхода делител 2 частоты поступает последовательность входных импульсов, меньшенна в 8 00/1121 раз. В четвертом сумматоре 3, имеющем 5п разр дов; накапливаетс код / Ji ii ILti -Ш. . 105 105 41 Po „ /.jiivJ -J) ..Jiii)., 515 «. ЬЪо 8400 ,-fn x2-.(7) Учитыва начальное состо ние четвертого сумматора 3 - единицы во всех разр дах, накапливающийс в этом сумматоре код имеет следующий вид: -5А уТJ1 Ср 400 iWO Дл того, чтобы всумматоре 3 накапливалс код S(x) (1-6«tx +80x -20x 2-, (9) который соответствует полиному аппроксимирующему cos2$ x на интервале O xiV/2, на вход 1 устройства поают число импульсов, увеличенное в ЗЗбОО раз. Полс кительный эффект изобретени заключаетс В повышении точности вычислений тригонометрической функции и расширении области допускаемых изменений аргумента. Перва составл юща положительного эффекта - повышение точности достигаетс тем, что совокупность существеьтых признаков изобретени соответствует аппроксимации функции V « cos2i X на полиномом вида (9), кото|шй точно совпадает eye в точках х « О, х « 1/ ИХ 1/2. Следовательно, внутри промежутков О х 1/ и 1/ х 1/2 имеютс точки, соответствующие максимальной погрешности аппроксимации. Величину этой погрешности и координаты точек получаем из услови равенства нулю производной разности д(х) - (1 + 6Ах5 BOX - 20х) - со52Лх,(10) т.е. из уравнени -320х + «Ох -f 2Л5(п25х 0..(10 Решение этого уравнени дает х ц 0,Й751 и , 0,, чему со7 ; ответствует дСх),Й02147.Сравнива полученное значени с макси-, мальной погрешностью прототипа ((1/2) 0,019969, получаем, что точность по насто щему изобретению увеличиваетс более чем в 9 раз. Этой же совокупностью существенных признаков изобретени достига1 0,8660254 0,707107 0,50000 Оan adder, the output is connected to the second input of the third element MeHta I, the output of which is connected to the third input of the first adder. 39 to the fourth input of which the first output of the frequency divider is connected, the input of which is connected to the output of the second delay element, the second output of the frequency divider is connected to the second input of the third adder. To calculate the values in the device, the method of decomposing trigonometric functions in a power series is implemented, and the first three terms of the series are taken. For example, in calculating a cosine, its decomposition is used in a power series of the following form:. 4 () The disadvantages of the well-known yctpoflstvo is the low accuracy of calculating the values of trigonometric functions and the small area of permissible variation of the argument, equal to a quarter of the period. The low accuracy is due to the fact that the three decomposition terms of the reproduced function in the Taylor series are used for the calculation, with the result that the nullity rapidly increases with increasing argument. Growth error L «4 jf (x) 1 - 4 -2 -COSX. 2 i can be traced to the table data. As can be seen from this table, even at X four times a quarter of the function period, the error of calculating the value of the data function is 2%. The Mala region of possible variation of the argument is a result of an unacceptable increase in error outside the quarter period of the reproduced function, for example. -t, the magnitude of this error is 10.8%. The purpose of the invention is to improve the accuracy of calculating and expanding the range of permissible variation of the argument. The goal is achieved by having a device for calculating trigonometric functions containing a counter, three adders, three And elements, two delay elements and the first frequency divider, and the output of the first element delay, connected to the input of the second delay element, the output of the first frequency divider is connected to the first input of the first adder, the input of the first delay element is connected to the first input of the first element I, O The first delay element is connected to the first input of the second element I, the output of the counter is connected to the second input of the second element I, the output of which is connected to the first input of the second adder, the output of which is connected to the second input of the first element I, the output of which is connected to the first input of the third adder whose output is connected to the first input of the third element I, the output of which is connected to the second input of the first adder, the third and fourth delay elements, the fourth adder, the second, third and fourth d are added frequency modules and the fourth And element, and the device input is connected to the inputs of the second frequency divider and the third delay element, the output of which is connected to the inputs of the first frequency divider and the fourth delay element, the output of which is connected to the second input of the third adder and input the first delay element, the output of which through the third frequency divider is connected to the second input of the second adder, the output of the second delay element through the fourth frequency divider is connected to the input of the counter, the first input to the fourth element The input And is connected to the output of the first adder, the second inputs of the Third and Fourth elements And are connected respectively to the output of the third delay element and the input of the device, the output of the second divider is connected to the first input of the fourth adder, the second input of which is connected to the output of the fourth element I. - the scheme of the proposed device. The device contains an input 1, a divider 2 frequency adder. 3, And k element, delay element 5, adder 6, frequency divider 7, element And 8, delay element 9, adder 10, element 11, delay element 12, adder 13, frequency divider 14, element 15, element 16 ) Aki, frequency divider 17 and counter 18. The initial state of the adder is 3 units in all bits, and adders 6, 10, 13 and counter 18 are zero. The frequency divider 2 divides the number of input pulses by a factor of 8I 00 / tl21. The frequency divider 7 divides the number of input pulses by the factor. Frequency dividers 1 and 17 divide the number of input pulses by 5/2 and 35/2, respectively. The device works as follows. From input 1, a sequence of pulses comes through elements S, 12, 9, and 16 of the delay to the input of a frequency divider 17, from which is reduced 35/2 times this sequence goes to counter 18, made n-bit, binary, in which the code accumulates - About SV С () - 2- - Х2- 55SJ 1-0 This code through the second element 15 is fed to the input of the second adder 13f to the input of the subtraction of which from the output of the frequency divider 1 comes after the weight of the pulses, reduced by 5/2 times. In the second mattress of 13 having 2 bits, the code -1 is turned on. (4 i: -ii - - & S) 2 and the S code through the first element And It is fed to the input of the third adder to, having Sn bits, to the input of the subtraction of which the input is received. handles. The third adder 10 accumulates the code S (x) "(1-6i-i-80x -20xK2. (This code through the third element I is fed to the input of the first adder 6, to the input of the subtraction of which from the output of the frequency divider 7 is followed But the input impulses with a decrease in (O / ZZ times. in the first adder 6, having kn bits, the code r. 1 M S is accumulated (-Ji5 iS 105 10B Code Sj through the fourth element And k is fed to the input of the fourth adder 3, to the input of which subtraction from the output of divider 2 frequency receives a sequence of input pulses, less than 8 00/1121 times. In a quarter ohm adder 3 having 5p bits; the code / Ji ii ILti-Sh. 105 105 41 Po (/.jiivJ-J) ..Jiii)., 515 ".bо 8400, -fn x2 -. (7) accumulates Taking into account the initial state of the fourth adder 3 - units in all bits, the code accumulating in this adder has the following form: -5А уТJ1 Ср 400 iWO In order for adder 3 to accumulate code S (x) (1-6 "tx + 80x - 20x 2-, (9) which corresponds to the polynomial approximating cos2 $ x on the interval O xiV / 2, the number of pulses increased by a factor of 3 times to the input 1 of the device. The positive effect of the invention is to improve the accuracy of calculations of the trigonometric function and expand the range of allowed changes in the argument. The first component of the positive effect - an increase in accuracy is achieved by the fact that the combination of the existing features of the invention corresponds to the approximation of the function V "cos2i X on a polynomial of the form (9), which exactly matches the eye at points x" O, x "1 / IC 1/2 . Consequently, inside the gaps O x 1 / and 1 / x 1/2 there are points corresponding to the maximum approximation error. The magnitude of this error and the coordinates of the points are obtained from the condition that the derivative of the difference d (x) - (1 + 6Ax5 BOX - 20x) is equal to zero (5), (10) i.e. from equation-320x + "Ox-f 2L5 (p25x 0 .. (10 Solving this equation gives x 0, R751, and 0, to which so7; corresponds to dCx), R02147. Comparing the obtained value with the maximum, maximum error of the prototype ((1/2) 0.019969, we find that the accuracy of the present invention is increased more than 9 times. The same set of essential features of the invention reaches 1 0.8660254 0.707107 0.50000 O
coSxcoSx
) О 0,0000284 0,000322 0,001796 0,019969 0,108475) About 0.0000284 0.000322 0.001796 0.019969 0.108475
формула изобретени invention formula
Устройство дл вычислени тригонометрических функций, содержащее счетчик, три сумматора, три э1пемента И, два элемента задержки и первый делитель частоты, причем выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки , выход первого делител частоты соединен с первым входом первого сумматора, вход первого элемента задержки соединен с первым входом первого элемента И, выход пе вого элемента задержки соединен с первым входом второго элемента И, выход счетчика соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом BTOftoro сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего сумма|тора , выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, отличающеес тем, что, с целью повышени точности, в него введены третий и четвертый элементы задержки, четвертый сумматор, второй, третий и четвертый делители частоты и четвертый элемент И, причем вход устро-0 ,50000A device for calculating trigonometric functions comprising a counter, three adders, three amplifiers And, two delay elements and a first frequency divider, the output of the first delay element connected to the input of the second delay element, the output of the first frequency divider connected to the first input of the first adder, the input of the first element the delay is connected to the first input of the first element And, the output of the first delay element is connected to the first input of the second element And, the output of the counter is connected to the second input of the second element And, the output of which It is connected to the first input BTOftoro of the adder, the output of which is connected to the second input of the first element I, the output of which is connected to the first input of the third sum | of the torus, the output of which is connected to the first input of the third element I, the output of which is connected to the second input of the first adder that, in order to improve accuracy, the third and fourth delay elements, the fourth adder, the second, third and fourth frequency dividers and the fourth And element are introduced into it, and the input is 0, 50,000
ства соединен с входами второго делиteл частоты и третьего элемента задержки, выход которого соединен с входами первого делител частоты и четвертого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора и входом первого элемента задержки, выход которого через третий делитель частоты соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго элемента задержки через четвертый делитель частоты соединен с входом счетчика, первый вход четвертого элемента И соединен с выходом первого сумматора , вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с выходом третьего элемента задержки и входом устройства, выход второго делител соединен с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И.is connected to the inputs of the second frequency division and the third delay element, the output of which is connected to the inputs of the first frequency divider and the fourth delay element, the output of which is connected to the second input of the third adder and the input of the first delay element, the output of which is via the third frequency divider the adder, the output of the second delay element through the fourth frequency divider is connected to the input of the counter, the first input of the fourth element And is connected to the output of the first adder, the second inputs are the third the first and fourth AND gates respectively connected to the output of the third delay element and the input device, the second splitter output is connected to a first input of the fourth adder, the second input of which is connected to the output of the fourth element I.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination
1.Коршунов Ю.Н., Степашкин А.И. Дискретный генератор синусоидальных сигналов. - Извести Вузов. Приборостроение , 19б7, т. X. № 11, с. .1. Korshunov Yu.N., Stepashkin A.I. Discrete generator of sinusoidal signals. - Lime universities. Instrumentation, 19b7, t. X. № 11, p. .
2.Авторское свидетельство СССР2. USSR author's certificate
560230, кл. G Об F 15/3, 1977 (прототип ) . етс втора составл юща положительного эффекта - расширение области допустимых значений изменени аргумента в 2 раза. При этом важно отметить , что в конце интервала в точке X 1/2 аппрсу симирующа функци точно совпадает со значением функции со52Ях, 560230, cl. G About F 15/3, 1977 (prototype). The second component of the positive effect is the extension of the range of permissible values of the change of the argument by 2 times. At the same time, it is important to note that at the end of the interval at the point X 1/2, the simulating function exactly coincides with the value of the function С0НХ,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792842064A SU924700A1 (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Device for calculating trigonometric functions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792842064A SU924700A1 (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Device for calculating trigonometric functions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU924700A1 true SU924700A1 (en) | 1982-04-30 |
Family
ID=20860233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792842064A SU924700A1 (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Device for calculating trigonometric functions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU924700A1 (en) |
-
1979
- 1979-11-16 SU SU792842064A patent/SU924700A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ben-Yu et al. | Numerical solution of the sine-Gordon equation | |
US3495076A (en) | Apparatus for computing statistical averages | |
Bettis | Stabilization of finite difference methods of numerical integration | |
SU924700A1 (en) | Device for calculating trigonometric functions | |
Tortorella | Closed Newton–Cotes quadrature rules for Stieltjes integrals and numerical convolution of life distributions | |
SU840894A1 (en) | Trigonometric function computing device | |
US3590231A (en) | Digital signal generator using digital differential analyzer techniques | |
SU1018203A1 (en) | Digital sine signal oscillator | |
Cicenia | Numerical integration formulae involving derivatives | |
SU627476A1 (en) | Arrangement for computing numeric-pulse quadratic dependence | |
SU386409A1 (en) | DIGITAL-ANALOG COMPUTING CONTROL | |
SU550651A1 (en) | Quadrator | |
SU622087A1 (en) | Sine and cosine function digital computer | |
SU726542A1 (en) | Function generator | |
SU667974A1 (en) | Determinated-probabilistic integrator | |
SU593210A1 (en) | Device for computing function "y" equals square root of "x" | |
SU907474A1 (en) | Device for automatic checking of precision voltage dividers | |
SU935956A1 (en) | Periodic pulse frequency multiplier | |
SU1295388A1 (en) | Device for calculating values of logarithmic function | |
RU2060547C1 (en) | Cosine function generator | |
SU805303A1 (en) | Digital device for taking antilogarithms | |
Abrashkin | Determination of the two-class imaginary quadratic fields with an even discriminant by Heegner's method | |
Burnett | ERRORS AND ERROR COMPENSATION IN HYBRID COMPUTERS. | |
Takács | The arc sine law of Paul Lévy | |
SU962971A1 (en) | Function generator |