SU1124333A1 - Синусный преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и автоматике.

Известен функциональный преобразователь , работа которого основана на разложении функции в р д Уолша. Он s содержит блок формировани  системы функций Уолша, блок мостовых переключателей , блок аналоговой пам ти и инверторы 11 .

Однако этот преобразователь Ю имеет низкую точность роспроизведени  функции.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  синусно-косинусньй преобра- зователь, содержащий цифроуправл емый15 формирователь ортогональной системы пр моугольных импульсов, две группы выходов которого соединены с входами двух соответствующих формирователей ступенчатого напр жени , два цифро- 20 аналоговых преобразовател , первые входы которых подключены к входам преобразовател , а вторые - к выходам соответственно двух сумматоров приращени , первые входы которых подклю- 25 чены к выходу управл емого переключател  и первому входу первого выходного сумматора, а вторые - к первому входу второго выходного сумматора, вторые входы выходных сумматоров сое-зо динены с выходами соответствующих цифроаналоговыз преобразователей,выходы формирователей ступенчатых напр жений соединены с входами первого и второго сумматоров, выход первого j, сумматора соединен с входом второго выходного сумматора, а выходы второго - с входами переключател , управл ющий вход которого подключен к входу преобразоватеп  2 . Q

Недостатком этого преобразовател   вл етс  низка  точность воспроизве .дени  функции sin Zfx йа всем интер .вале X при равных, по сравнению с предлагаемым преобразователем, аппа- 5 ратурных затратах.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в синусном преобразователе, со- 50 держащем цифроуправл екый формирователь ортогональной системы пр моугольных импульсов, входы которого соединены с группой старших разр дов шины задани  входного кода, а перва  и 55 втора  группы выходов - с входами соответственно первого и второго формирователей ступенчатого напр жени , пр мые выходы которых соединены с входами первого сумматора, первый цифроаналоговый преобразователь, кодовый вход которого соединен с группой младших разр дов шины задани  входного кода, а аналоговый вход - с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом переключающего блока, управл ющий вход которого соединен с одним из старших разр дов шины задани  входного кода, тртий сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразовател , а. выход  вл етс  выходом синусного преобразовател , и второй цифроаналоговый преобразователь, пр мые и инверсные выходы первого и второго формирователей ступенчатого напр жени соединены с соответствуюищми входами переключающего блока, кодовый вход первого Цифрраналогового преобразовател  соединен с кодовым вхддом второго цифроаналогового преобразовател , аналоговый вход которого соединен с выходом первого сумматора , а выход - с вторым входом второго сумматора, пр мые выходы первого и второго формирователей ступенчатог напр жени  соединены с вторым и третьим входамитретьего сумматора,

Да чертеже приведена структурна  схемасинусного преобразовател .

Преобразователь, содержит цифроуправл емый формирователь 1 ортогональной системы пр моугольных импульсов , цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 2 и 3, формирователи 4 и 5 ступенчатого напр жени , сумматоры 6 8 , переключающий блок 9. Один из возможных вариантов схемы блока 9 приведен на чертеже.

Принцип действи  преобразовател  основан на следующих положени х.

Функци  sin может быть представлена в окрестности точки х (2k+1)2 , где k 0,1,2, .. . , где п - число старших разр дов входного кода, р дом Тейлора

«- . f

Sin2Jx 5,n2MX -co521iXk L (-0

(2р-0|

.fCi-nY,

.(.х4,1-0.1х-х.,

функци  sin в предлагаемом преобразователе представл етс  с помощью р да Уолша

.einSHVy-sZ . Olg;, NaC(e4tOxK +

-0

)iVO.

Вследствие того, что функци  sin 2их нечетна  на интервале о О и четна  на интервалах О; 0,5 и о,5; l , только коэффициентов р да не равны нулю.

Так как cos 21T х sin 2tt (х, + +0,25), то дл  XK в интервалах {р; 0,25 и (0,5; 0,75j

°J,7 -fo 8i- «4BiH,X,V (8U5)x,i а дл  х в интервалах Го,25; О 5 и 0,75; 1 el.s -nausixo. Следовательно, р д Уолша дл  фун ции sin 2ихц может быть использован и дл  формировани  функции cos 2мХ| Определив значени  функции оin 2ftх и cos 21; Х| можно перейти к ин терпол ции, использу  соотношение (1). В предлагаемом преобразователе на каждом К-м участке второе слагаемое выражение (1) аппроксимируетс  линейной зависимостью, а третье слагаемое - квадратичной зависимостью. Линейна  зависимость формируетс  с помощью ЦАП, а квадратична  - с помощью двух последовательно включенных ЦАП. на цифровые входы которых подаютс  младшие разр ды преобра зуемого кода. Преобразователь работает следующим образом. При поступлении дискретного аргумента на вход устройства код старших разр дов подаетс  на входы цифроупра л емого формировател  1 ортогональной системы пр моугольных импульсов, а код младших разр дов - на кодовые входы ЦАП 2 и ЦАП 3. Функции Уолша,

1243334

вырабатываемые формирователем 1 ортогональной системы пр моугольньпс импульсов , поступают на входы формирователей 4 и 5 ступенчатого напр же5 ни . На выходе формировател  4 формируетс  сигнал, пропорциональный первому слагаемому выражению (2), а на выходе формировател  5 - сигнал, пропорциональный второму слагаемому

to этЪго выражени . На выходе сумматора 6 и переключающего блока 9 формируютс  сигналы, соответствующие функци м sin 2ихк и cos . Блок 9 соедин ет пр мые или инверсные выходы фор- .

15 мирователей 4 и 5 с входом сумматора 7 согласно выражени м (3) и (4). Сигнал с выхода сумматора 6 через ЦАП 2 поступает на второй вход сумматора 7, выходной сигнал которого по20 даетс  на аналоговый вход ЦАП 3. На выходе сумматора 8 формируетс  синусоидальное напр жение. Если, например, число старших разр дов входного кода равно 6, а число младших разр дов равно 10, то погрешность аппроксимации функции в предлагаемом преобразователе составит 0,001%, а в прототипе - 0,06%. Точность прототипа может быть повьш1ена только за счет увеличени  числа старших разр дов входного кода. С увеличением числа старших разр дов на единицу точность преобразовател  повьпиаетс  приблизительно в два раза, но при этом Почти во столько же раз возрастает сложность формирователей 4 и 5 ступенчатого напр жени  и сложность цифроуправл емого формировател  1 ортогональной системы пр моугольных импульсов. В предлагаемом преобразователе сигналы с выходов формирователей ступенчатого напр жени  поступают непосредственно на входы выходного сумматора, а не через сумматор 6, как в прототипе . Это также позвол ет повысить точность преобразовател  за счет уменьшени  вли ни  погрешности сумматора 6. Кроме того, использование предлагаемого технического решени  позвол ет расширить функциональные возможности преобразовател , так как на его выходе ормируетс  не только положительна , но и отрицательна  полуволна синусоиы . Это достигаетс  в результате

того, что в преобразователе используетс  разложение в р д Уолша функции sin 2(х, а не sinHx, как в прототипе.

При этом не увеличиваютс  аппаратурные затраты, так как количество коэффициентов р д а, of личных от иул ,пр1; разложении обеих функций одинаковое.

код

ВыноВ

в

Claims (1)

1. СИНУСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий цифроуправляемый формирователь ортогональной системы прямоугольных импульсов, входы которого соединены с группой старших разрядов шины задания входного кода, а первая и вторая группы выходов - с входами соответственно первого и второго формирователей ступенчатого напряжения, прямые выходы которых соединены с входами первого сумматора, первый цифроаналоговый преобразователь, кодовый вход которого соединен с группой младших разрядов шины задания входного' кода, а аналоговый вход - с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом переключающего блока, управляющий вход которого соединен с одним из'старших разрядов шины задания входного кода, третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, а выход является выхо•дом синусного преобразователя, и второй цифроаналоговый преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, прямые и инверсные выходы первого и второго формирователей ступенчатого напряжения соеди- § йены с соответствующими входами переключающего блока, кодовый вход первого цифроаналогового преобразователя соединен с кодовым входом второго цифроаналогового преобразователяаналоговый вход которого соединен с выходом первого сумматора, а- выход с вторым входом второго сумматора, прямые выходы первого и второго формирователей ступенчатого напряжения соединены с вторым и третьим входами третьего сумматора.

   1 1124333 2