RU2060546C1 - Тригонометрический косекансный преобразователь - Google Patents
Тригонометрический косекансный преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2060546C1 RU2060546C1 RU93042353A RU93042353A RU2060546C1 RU 2060546 C1 RU2060546 C1 RU 2060546C1 RU 93042353 A RU93042353 A RU 93042353A RU 93042353 A RU93042353 A RU 93042353A RU 2060546 C1 RU2060546 C1 RU 2060546C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplifier
- trigonometric
- input
- error
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационных измерительных системах. Цель изобретения - повышение точности измерения при сохранении высокого быстродействия и простоты реализации. Преобразователь содержит усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и блок извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин. 1 ил.
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, а также в различных функциональных преобразователях, когда требуется определять значение cosec X с высоким быстродействием, низкой погрешностью и простотой реализации в интервале значений аргумента от 0 до π /4.
Известны тригонометрические косекансные преобразователи время-импульсного типа, которые хотя и обладают низкой погрешностью преобразования около 0,1% в интервале от 0 до π /4, но имеют низкое быстродействие.
Тригонометрический косекансный преобразователь можно получить из синусного преобразователя, учитывая их обратно пропорциональную зависимость, так, к примеру, известен синусный частотный преобразователь, содержащий формирователь прямоугольных импульсов, блок дифференцирования, блок задержки, управляемый ключ, блок памяти.
Устройство имеет малую величину погрешности, однако имеет низкое быстродействие.
Известно другое устройство для вычисления тригонометрических функций, с помощью которого можно получить зависимость от функции cosec X, содержащее два фазочувствительных выпрямителя и последовательно соединенные время-импульсный преобразователь, формирователь импульсов, интегрирующий усилитель и усилитель-ограничитель, а также генератор синусоидальных колебаний.
Такое устройство имеет погрешность, обусловленную дрейфом интегратора и низкое быстродействие.
Известен синусный преобразователь, который можно использовать для получения сигнала, соответствующего функции cosec X, содержащий умножители, сумматоры, источник опорного напряжения, определяющий масштаб преобразования. Устройство для обеспечения низкой погрешности преобразования использует довольно сложную функцию аппроксимации, которую можно представить в следующем виде для углов от 0 до π /2:
sin ( π /2)X [1,574X 0,361 X2 -0,21265X3]/[1-0,2097 X + 0,2097 X2).
sin ( π /2)X [1,574X 0,361 X2 -0,21265X3]/[1-0,2097 X + 0,2097 X2).
В этом случае устройство может обладать высоким быстродействием, малой методической погрешностью, но будет очень сложным в исполнении, ограниченным в динамическом диапазоне из-за наличия второй и третьей степеней при аргументе и будет иметь довольно большую инструментальную погрешность, так как погрешности нескольких нелинейных устройств будут определять суммарную погрешность.
Наиболее близким по техническому решению является тригонометрический преобразователь, образованный усилителем, коэффициент передачи которого изменяется по нелинейному закону, что позволяет реализовать для изменений аргумента от 0 до π /4 аппроксимирующую функцию, близкую желаемой. Требуемую нелинейную функцию получают при использовании нескольких точек излома, применяя источник опорного напряжения и группу диодов в цепи обратной связи усилителя.
Целью изобретения является повышение точности измерения при простоте реализации и сохранении высокого быстродействия.
Цель в тригонометрическом косекансном преобразователе, содержащем усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с выходом преобразователя, достигается тем, что в преобразователь дополнительно введен блок для извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин, вход которого соединен с входом преобразователя и управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к выходу блока для извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин.
Сущность изобретения состоит в том, что при ограниченном значении аргумента, например 0 ≅ Х ≅ π/4, аппроксимацию можно осуществлять простой функцией с высокой точностью, записав следующее приблизительное равенство:
cosec X f(x)/X для 0 ≅ X ≅ 0,7854 (1) где Х значение аргумента;
f(x) для f(x) ≥ при ≥ (aX)
A, a коэффициенты, выбираемые из условия минимизации погрешности аппроксимации.
cosec X f(x)/X для 0 ≅ X ≅ 0,7854 (1) где Х значение аргумента;
f(x) для f(x) ≥ при ≥ (aX)
A, a коэффициенты, выбираемые из условия минимизации погрешности аппроксимации.
На чертеже представлена структурная схема тригонометрического косекансного преобразователя.
В его состав входят усилитель 1 с регулируемым коэффициентом усиления и блок 2 для извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин.
Блоки в тригонометрическом косекансном преобразователе соединены следующим образом. Вход преобразователя соединен с управляющим входом усилителя 1 с регулируемым коэффициентом усиления и входом блока 2 для извлечения корня квадратного из суммы известной и неизвестной величин, выход последнего подключен к входу усилителя 1 с регулируемым коэффициентом усиления. Выход усилителя 1 с регулируемым коэффициентом усиления соединен с выходом тригонометрического косекансного преобразователя.
Тригонометрический косекансный преобразователь работает следующим образом.
Входное напряжение Uх, соответствующее величине аргумента Х, поступает на управляющий вход усилителя 1 с регулируемым коэффициентом усиления и на вход блока 2 для извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин. На выходе блока 2 для извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин получают напряжение U2, которое поступает на вход усилителя 1 с регулируемым коэффициентом усиления, который управляется напряжением Ux. Блок 2 имеет в своем составе источник опорного напряжения Uоп, значение которого выбирают такой величины, что при управляющем напряжении Ux 0,7854 Uоп коэффициент передачи Ky управляемого усилителя 1 равняется Ky= 1,1107. В этом случае cosec X=cosec 45o 1,4142, Напряжение U2 на выходе блока 2 можно представить в следующем виде:
U2 Uоп +(aUx)2 для U2 > Uоп при (aUx)<Uоп, (2) где коэффициент a выбирают в соответствии с минимальным значением погрешности выполнения равенства (1).
U2 Uоп +(aUx)2 для U2 > Uоп при (aUx)<Uоп, (2) где коэффициент a выбирают в соответствии с минимальным значением погрешности выполнения равенства (1).
Это напряжение U2 поступает на вход усилителя 1 с регулируемым коэффициентом усиления, значение которого обратно пропорционально управляющему напряжению Ux, которое изменяется от 0 до 0,7854 Uоп в соответствии с условием диапазона изменения аргумента X. Поэтому выходное напряжение U1 можно записать следующим образом:
U1 Uвых f(x)/Ux, (3) где f(x) f(Ux) или f(x)
Следовательно, получили выражения в соответствии с выражением (1).
U1 Uвых f(x)/Ux, (3) где f(x) f(Ux) или f(x)
Следовательно, получили выражения в соответствии с выражением (1).
U1 Uвых cosec X f(x)/X X f(x)/X /X /Ux (4) где A, a коэффициенты, выбираемые из условия минимизации погрешности аппроксимации.
Погрешность аппроксимации q можно получить из следующего выражения:
q /X coxecX]/cosec X для 0 ≅ Х ≅ 0,7854 (5)
Например, при A 1,0 и a 0,6156 при определении косеканса в зависимости от аргумента 0 ≅ Х ≅ 0,7854 погрешность q будет изменяться от q=0 до q 0,34% Все погрешности в этом случае имеют положительные значения, следовательно, уменьшив выходное напряжение в устройстве на 0,17% получим методическую погрешность преобразования, равную величине q/2, т.е. методическая погрешность будет составлять величину 0,17%
Простота реализации обеспечивает малую величину инструментальной погрешности. Требования к погрешности блока 2 для извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин выполнить несложно, так как ее значение не более 0,17% нужно обеспечить в малом диапазоне изменений аргумента (aUx < <0,5Uоп,) что не представляет труда.
q /X coxecX]/cosec X для 0 ≅ Х ≅ 0,7854 (5)
Например, при A 1,0 и a 0,6156 при определении косеканса в зависимости от аргумента 0 ≅ Х ≅ 0,7854 погрешность q будет изменяться от q=0 до q 0,34% Все погрешности в этом случае имеют положительные значения, следовательно, уменьшив выходное напряжение в устройстве на 0,17% получим методическую погрешность преобразования, равную величине q/2, т.е. методическая погрешность будет составлять величину 0,17%
Простота реализации обеспечивает малую величину инструментальной погрешности. Требования к погрешности блока 2 для извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин выполнить несложно, так как ее значение не более 0,17% нужно обеспечить в малом диапазоне изменений аргумента (aUx < <0,5Uоп,) что не представляет труда.
Claims (1)
- Тригонометрический косекансный преобразователь, содержащий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого является выходом преобразователя, отличающийся тем, что в него введен блок извлечения корня квадратного из суммы известной и квадрата неизвестной величин, вход которого соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и с входом преобразователя, а выход подключен к информационному входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93042353A RU2060546C1 (ru) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Тригонометрический косекансный преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93042353A RU2060546C1 (ru) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Тригонометрический косекансный преобразователь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2060546C1 true RU2060546C1 (ru) | 1996-05-20 |
RU93042353A RU93042353A (ru) | 1997-03-20 |
Family
ID=20146884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93042353A RU2060546C1 (ru) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Тригонометрический косекансный преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2060546C1 (ru) |
-
1993
- 1993-08-24 RU RU93042353A patent/RU2060546C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1434459, кл. G 06G 7/22, 1989. Применение и проектирование операционных усилителей./Под ред. Дж.Грэма. М.: Мир, 1974, с.279. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Counts et al. | One-Chip Slide Rule Works with Logs, Antilogs for Real-Time Processing | |
CA1068409A (en) | Determination of parameters of an autocorrelation function | |
US3676661A (en) | Voltage-time-voltage computation circuit using r-c exponential decay circuits to perform multiplication, division, root-finding and logarithmic conversion | |
RU2060546C1 (ru) | Тригонометрический косекансный преобразователь | |
RU2061254C1 (ru) | Тригонометрический преобразователь | |
RU2058589C1 (ru) | Синусно-косинусный преобразователь | |
RU2060547C1 (ru) | Косинусный преобразователь | |
RU2058588C1 (ru) | Тригонометрический секансный преобразователь | |
US3493738A (en) | Sampled data analog divider | |
RU2065203C1 (ru) | Косинусный преобразователь | |
Nakano et al. | Crossover model for the scaling exponents of intermittent fully developed turbulence | |
RU2072555C1 (ru) | Арккосинусный преобразователь | |
US3331955A (en) | Signal analyzer systems | |
RU2057367C1 (ru) | Арктангенсный функциональный преобразователь | |
RU2025774C1 (ru) | Устройство для извлечения корня квадратного из произведения двух величин | |
RU2057366C1 (ru) | Устройство для извлечения квадратного корня | |
RU2094847C1 (ru) | Степенной преобразователь | |
RU2053554C1 (ru) | Многофункциональный тригонометрический преобразователь | |
RU2060544C1 (ru) | Устройство для извлечения квадратного корня | |
RU2085995C1 (ru) | Устройство для преобразования прямоугольных координат в полярные | |
RU2053552C1 (ru) | Степенной преобразователь | |
RU2053551C1 (ru) | Квадратор | |
RU2058044C1 (ru) | Степенной преобразователь | |
RU2053555C1 (ru) | Многофункциональный тригонометрический преобразователь | |
RU2052846C1 (ru) | Степенной преобразователь |