×
19.01.2018
218.016.098d

Синусно-косинусный функциональный преобразователь

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к частотно-импульсным вычислительным устройствам. Технический результат заключается в повышении точности преобразования устройства. Синусно-косинусный функциональный преобразователь содержит регистр аргумента, блок сравнения, развертывающий счетчик, генератор тактовых импульсов, блок управления и установки начальных условий, два основных и два дополнительных преобразователя код-частота, два счетчика результата, группы элементов И и И-ИЛИ, элементы И и дополнительные элементы И блокировки. При этом в основные преобразователи включены два одноразрядных двоичных счетчика в качестве самых младших, (2n+1)-х разрядов, логические элементы И и И-ИЛИ. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к частотно-импульсным вычислительным устройствам.

Известен синусно-косинусный функциональный преобразователь, содержащий два преобразователя код-частота, охваченных отрицательной обратной связью, причем каждый преобразователь содержит счетчик результата, соединенный группой элементов И-ИЛИ. Кроме того, имеется также регистр аргумента и развертывающий счетчик, соединенные с блоком сравнения [Воронов А.А. и др. Цифровые аналоги для систем автоматического управления, АН СССР, 1960, с. 184].

Недостатком такого преобразователя является сравнительно низкое быстродействие, обусловленное спецификой работы частотно-импульсных вычислительных устройств.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является синусно-косинусный функциональный преобразователь [А.с. №732884, СССР, 1980], содержащий регистр аргумента, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с первой группой выходов развертывающего счетчика, вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, два основных преобразователя код-частота, каждый из которых содержит счетчик результата и группу элементов И-ИЛИ, причем выходы счетчика результата соединены с первыми входами элементов И-ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с второй группой выходов развертывающего счетчика, выходы элементов И-ИЛИ группы первого и второго основных преобразователей код-частота через соответствующие элементы И блокировки соединены, соответственно, с первыми входами счетчиков результата второго и первого основных преобразователей код-частота, управляющие входы которых соединены с выходами блока управления и установки начальных условий, управляющие входы элементов И блокировки соединены с первым выходом блока сравнения, введены два дополнительных преобразователя код-частота, каждый из которых содержит счетчик результата, группу элементов И-ИЛИ и группу элементов И.

Однако недостатком этого преобразователя является низкая точность функционального преобразования по закону синуса и косинуса.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности функционирования устройства.

Технический результат - точное преобразование цифровых значений синуса и косинуса для заданного значения их аргумента.

Технический результат достигается предложенным синусно-косинусным функциональным преобразователем, содержащим содержащий регистр аргумента, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с первой группой выходов развертывающего счетчика, вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, два основных преобразователя код-частота, каждый из которых содержит счетчик результата и группу элементов И-ИЛИ, причем выходы счетчика результата соединены с первыми входами элементов И-ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с второй группой выходов развертывающего счетчика, выходы элементов И-ИЛИ группы первого и второго основных преобразователей код-частота через соответствующие элементы И блокировки соединены соответственно с первыми входами счетчиков результата второго и первого основных преобразователей код-частота, управляющие входы которых соединены с выходами блока управления и установки начальных условий, управляющие входы элементов И блокировки соединены с первым выходом блока сравнения, введены два дополнительных преобразователя код-частота, каждый из которых содержит счетчик результата, группу элементов И-ИЛИ и группу элементов И, причем выходы старших и младших разрядов счетчика результата соединены соответственно с первыми входами элементов И группы и элементов И-ИЛИ группы, выходы элементов И-ИЛИ группы и элементов И группы первого и второго дополнительных преобразователей код-частота через соответствующие дополнительные элементы И блокировки соединены соответственно со вторыми входами счетчика результата второго и первого основных преобразователей код-частота, в каждый из основных преобразователей, код-частота введена группа элементов И, причем выходы старших разрядов счетчика результата соединены с первыми входами элементов И группы, вторые входы элементов И групп обоих основных и дополнительных преобразователей код-частота соединены со вторым выходом генератора тактовых импульсов, выходы элементов И группы первого и второго основных преобразователей код-частота через соответствующие элементы И блокировки соединены с первыми входами счетчика результата, соответственно, второго и первого основных преобразователей код-частота, вторые входы элементов И-ИЛИ группы обоих дополнительных преобразователей код-частота соединены с соответствующими выходами развертывающего счетчика, выходы переноса счетчика результата первого и второго основных преобразователей код-частота соединены, соответственно, со входами счетчиков результата первого и второго дополнительных преобразователей код-частота управляющие входы дополнительных элементов И блокировки соединены со вторым выходом блока сравнения.

Кроме того, в синусно-косинусный функциональный преобразователь дополнительно в каждый счетчик результатов, включены в качестве самых младших (2n+1)-ых разрядов (n-разрядность результата) одноразрядные двоичные счетчики, логические элементы И блокировки, логические элементы И-ИЛИ, по входу связанные с выходом одноразрядных счетчиков, входы которых связаны с выходами логических элементов И блокировки, причем вход логического элемента И (2n+1)-го разряда каждой группы соединен с инверсным выходом самого старшего разряда одноименного счетчика результата синуса или косинуса.

Это является новым техническим решением в технике функциональных преобразований, поскольку результаты проведенного заявителем анализа аналогов и прототипа не позволили выявить признаки, тождественные всем существенным признакам данного изобретения.

Предложенное устройство имеет изобретательский уровень, так как из опубликованных научных данных и существующих технических решений явным образом не следует, что заявляемая совокупность блоков, узлов и связей между ними позволяют повысить достоверность (точность) выходного результата.

Предложенное устройство для вычисления функций промышленно применимо, поскольку его техническая реализация возможна с использованием типовых элементов микроэлектронной техники (интегральных логических схем).

На чертеже представлена структурная схема предложенного синусно-косинусного функционального преобразователя.

Синусно-косинусный функциональный преобразователь содержит регистр 1 аргумента, блок 2 сравнения, развертывающий счетчик 3, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 управления и установки начальных условий, основные преобразователи 6 и 7 код-частота (точного отсчета), дополнительные преобразователи 8 и 9 код-частота (грубого отсчета), старшие 10 и 11 и младшие 12 и 13 разряды счетчиков результата, группы элементов 14-17 И, группы элементов 18-21 И-ИЛИ элементы 22 И блокировки, дополнительные элементы 23 И блокировки.

Кроме того, преобразователь содержит два одноразрядных двоичных счетчика 12/, два логических элемента И 14/ и 15/, два логических элемента И-ИЛИ 18/ и 19/.

В основу принципа функционирования предлагаемого преобразователя положены формулы, обеспечивающие повышенную точность за счет численного интегрирования дифуравнений по методу трапеций [Булатникова И.Н. Целочисленные алгоритмы генерации гармонических сигналов // Изв. вузов, Северо-Кавказский регион, Техн. наук, 2005, №3, с. 13-17].

Их сущность заключается в следующем.

Обозначим и . М - масштабный коэффициент М=2n, i - величина 2-n в масштабе 1:М.

Тогда приращения величин Si и Qi на единичном интервале (i, i+1)

будут

Формулы (1) и (2) получены на основе усреднения производных в начале и в конце единичного интервала. При этом учтено, что (sinx)/=cosx, (cosx)/=-sinx.

Упрощая, имеем систему уравнений

Решая ее относительно ΔSi и ΔCi, получаем

Учтя, что 4М2>>1, разделим на 4М2 выражения (5) и (6)

Окончательно учтя, что М=2n, имеем

где N1 - содержимое счетчика результата первого преобразователя "код-частота", N2 - содержимое счетчика результата второго преобразователя "код-частота", - частота генератора 4 тактовых импульсов, n - разрядность кодов аргумента и функций.

Синусно-косинусный функциональный преобразователь работает следующим образом.

Предварительно с помощью блока 5 управления и установки начальных условий осуществляется начальная установка счетчиков результата основных 6, 7 и дополнительных 8, 9 преобразователей код-частота. Затем на регистр 1 аргумента записывается двоичный код аргумента X, после чего включается генератор 4 тактовых импульсов. Дальнейшая работа устройства проходит в два этапа.

На первом этапе - этапе обработки грубого отсчета (ГО) - многосимвольные частотно-импульсные последовательности с выходов основных 6, 7 и дополнительных 8, 9 преобразователей код-частота поступают соответственно на первые и вторые входы счетчиков результата основных 6, 7 преобразователей код-частота. Обработка ГО заканчивается по сигналу с блока 2 сравнения при совпадении кодов в развертывающем счетчике 3 и в старших разрядах регистра 1 аргумента. По этому сигналу отключаются вторые входы счетчиков результата основных 6, 7 преобразователей код-частота с помощью дополнительных элементов 23 И блокировки и начинается второй этап - этап обработки точного отсчета (ТО). При этом работают только основные преобразователи 6 и 7 код-частота.

Работа устройства заканчивается по сигналу из блока 2 сравнения при совпадении кодов в развертывающем счетчике 3 и в младших разрядах регистра 1 аргумента.

В результате в счетчиках результата образуется синус X и косинус X.

В работе преобразователя участвуют одноразрядные двоичные счетчики 12/, логические элементы И 14/ и 15/, а также логические элементы И-ИЛИ 18/ и 19/, которые встроены в группы первого и второго основных преобразователей 6 и 7 код-частота (точного отсчета).

Таким образом, данный преобразователь обеспечивает более точное преобразование цифровых значений синуса и косинуса для заданного значения их аргумента.

Синусно-косинусный функциональный преобразователь, содержащий регистр аргумента, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с первой группой выходов развертывающего счетчика, вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, два основных преобразователя код-частота, каждый из которых содержит счетчик результата и группу элементов И-ИЛИ, причем выходы счетчика результата соединены с первыми входами элементов И-ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с второй группой выходов развертывающего счетчика, выходы элементов И-ИЛИ группы первого и второго основных преобразователей код-частота через соответствующие элементы И блокировки соединены соответственно с первыми входами счетчиков результата второго и первого основных преобразователей код-частота, управляющие входы которых соединены с выходами блока управления и установки начальных условий, управляющие входы элементов И блокировки соединены с первым выходом блока сравнения, кроме того, в него введены два дополнительных преобразователя код-частота, каждый из которых содержит счетчик результата, группу элементов И-ИЛИ и группу элементов И, причем выходы старших и младших разрядов счетчика результата соединены, соответственно, с первыми входами элементов И группы и элементов И-ИЛИ группы, выходы элементов И-ИЛИ группы и элементов И группы первого и второго дополнительных преобразователей код-частота через соответствующие дополнительные элементы И блокировки соединены, соответственно, со вторыми входами счетчика результата второго и первого основных преобразователей код-частота, в каждый из основных преобразователей код-частота введена группа элементов И, причем выходы старших разрядов счетчика результата соединены с первыми входами элементов И группы, вторые входы элементов И групп обоих основных и дополнительных преобразователей код-частота соединены со вторым выходом генератора тактовых импульсов, выходы элементов И группы первого и второго основных преобразователей код-частота через соответствующие элементы И блокировки соединены с первыми входами счетчика результата, соответственно, второго и первого основных преобразователей код-частота, вторые входы элементов И-ИЛИ группы обоих дополнительных преобразователей код-частота соединены с соответствующими выходами развертывающего счетчика, выходы переноса счетчика результата первого и второго основных преобразователей код-частота соединены, соответственно, со входами счетчиков результата первого и второго дополнительных преобразователей код-частота, управляющие входы дополнительных элементов И блокировки соединены со вторым выходом блока сравнения, отличающийся тем, что дополнительно содержит в каждом счетчике результатов в качестве самых младших, (2n+1)-х разрядов одноразрядные двоичные счетчики, логические элементы И, логические элементы И блокировки, логические элементы И-ИЛИ, по входу связанные с выходом одноразрядных счетчиков, входы которых связаны с выходами логических элементов И блокировки, причем вход логического элемента И (2n+1)-го разряда каждой группы соединен с инверсным выходом старшего разряда одноименного счетчика результата синуса и косинуса.
Синусно-косинусный функциональный преобразователь
Синусно-косинусный функциональный преобразователь
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 477.
20.04.2014
№216.012.bb4f

Цифровой интерполятор

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано в станках с программным управлением и в автоматизированных системах научных исследований. Техническим результатом является возможность цифровой интерполяции логарифмической кривой. Цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513679
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb53

Цифровой функциональный преобразователь

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано для первичной обработки данных в автоматизированных системах научных исследований. Технический результат заключается в реализации логарифмической зависимости при цифровом преобразовании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513683
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.02.2015
№216.013.2610

Устройство для вычисления элементарных функций

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах и автоматизированных системах научных исследований, в частности, при вычислении функции вида (y/x). Техническим результатом является повышение быстродействия устройства. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541197
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.09.2015
№216.013.7866

Устройство для вычисления модуля комплексного числа

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства при вычислении модуля комплексного числа при уменьшении аппаратурных затрат и при неснижении точности вычисления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562411
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.10.2015
№216.013.8285

Арифметическое устройство

Изобретение относится к вычислительной технике, для выполнения арифметических операций, вычисления ряда алгебраических и тригонометрических функций, решения задач по преобразованию координат. Технический результат заключается в обеспечении возможности вычисления алгебраических функций типа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565010
Дата охранного документа: 10.10.2015
20.08.2016
№216.015.4cc4

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы включает закрепление на объективном конце зрительной трубы исследуемого прибора отражающего зеркала под углом 45° к визирной оси, размещение на продолжении горизонтальной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594950
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d29

Вафельное изделие функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Вафельное изделие функционального назначения, включающее мучную смесь, желтки, бикарбонат натрия, фосфатиды, соль и воду. В качестве мучной смеси содержит пшеничную муку и банановую, взятые в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595435
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d41

Устройство для вычисления функции arctg(y/x)

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в специализированных ЭВМ, использующих двоичную систему счисления с целочисленным форматом представления исходных данных. Техническим результатом является обеспечение возможности вычисления аргумента комплексных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595486
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d5c

Способ производства хлебобулочных изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных изделий, предназначенных для функционального питания. Предложен способ производства хлебобулочных изделий, включающий получение жидкой диспергированной фазы, которая представляет собой полуфабрикат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595186
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d5d

Способ производства кексов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства кексов, включающий подготовку сырья к производству, приготовление теста, формование тестовых заготовок, их выпечку и охлаждение, причем при приготовлении теста дополнительно вносят муку из корневищ сусака зонтичного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595432
Дата охранного документа: 27.08.2016
Показаны записи 1-10 из 218.
20.04.2014
№216.012.bb4f

Цифровой интерполятор

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано в станках с программным управлением и в автоматизированных системах научных исследований. Техническим результатом является возможность цифровой интерполяции логарифмической кривой. Цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513679
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb53

Цифровой функциональный преобразователь

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано для первичной обработки данных в автоматизированных системах научных исследований. Технический результат заключается в реализации логарифмической зависимости при цифровом преобразовании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513683
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.02.2015
№216.013.2610

Устройство для вычисления элементарных функций

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах и автоматизированных системах научных исследований, в частности, при вычислении функции вида (y/x). Техническим результатом является повышение быстродействия устройства. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541197
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.09.2015
№216.013.7866

Устройство для вычисления модуля комплексного числа

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства при вычислении модуля комплексного числа при уменьшении аппаратурных затрат и при неснижении точности вычисления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562411
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.10.2015
№216.013.8285

Арифметическое устройство

Изобретение относится к вычислительной технике, для выполнения арифметических операций, вычисления ряда алгебраических и тригонометрических функций, решения задач по преобразованию координат. Технический результат заключается в обеспечении возможности вычисления алгебраических функций типа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565010
Дата охранного документа: 10.10.2015
20.08.2016
№216.015.4cc4

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы включает закрепление на объективном конце зрительной трубы исследуемого прибора отражающего зеркала под углом 45° к визирной оси, размещение на продолжении горизонтальной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594950
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d29

Вафельное изделие функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Вафельное изделие функционального назначения, включающее мучную смесь, желтки, бикарбонат натрия, фосфатиды, соль и воду. В качестве мучной смеси содержит пшеничную муку и банановую, взятые в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595435
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d41

Устройство для вычисления функции arctg(y/x)

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в специализированных ЭВМ, использующих двоичную систему счисления с целочисленным форматом представления исходных данных. Техническим результатом является обеспечение возможности вычисления аргумента комплексных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595486
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d5c

Способ производства хлебобулочных изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных изделий, предназначенных для функционального питания. Предложен способ производства хлебобулочных изделий, включающий получение жидкой диспергированной фазы, которая представляет собой полуфабрикат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595186
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d5d

Способ производства кексов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства кексов, включающий подготовку сырья к производству, приготовление теста, формование тестовых заготовок, их выпечку и охлаждение, причем при приготовлении теста дополнительно вносят муку из корневищ сусака зонтичного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595432
Дата охранного документа: 27.08.2016
+ добавить свой РИД