SU1136327A1 - Способ преобразовани кода угла в напр жени ,пропорциональные синусу и косинусу угла,и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ преобразовани  кода угла в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла, основанный на преобразовании кода угла в интервал времени с помощью счетных импульсов , формировании двухфазных гармонических колебаний, амплитуды которых равны, фазы сдвинуты на 90°, а кругова  частота со св зана с частотой счетных импульсов следующим соотношением : U 2 1 Л гео где А. Sbo ичина кода, соответствунщего 360°, преобразовании двухфазных гармонических колебаний в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла и их запоминании , отличающийс  тем, что, с целью повышени  бьютродействи  и точности преобразовани , код угла раздел ют на две группы разр дов -J старшую и младшую, в интервал времени преобразуют код угла младшей группы разр дов, формируют р д опорных напр жений, пропорцйональньк синусам и косинусам всех возможных углов старшей группы разр дов, выбирают из р да опорных напр жений два пропорциональных синусу и косинусу угла старшей группы разр дов, соответствующих текущему коду угла, из которых путем интегрировани  формируют сигналы начальных условий, а формирование двухфазных гармонических колебаний производ т с учетом сигналов начальных условий в течение этого интервала времени. 2. Устройство дл  преобразовани  8 кода угла в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла, содержащее первый элемент И, счетчик, два аналоговых запоминающих устройства , генератор импульсов, выход которого соединен с первьм входом .первого элемента И, выход которого соединен с первым счетным входом счетчика, отличаю щеес  тем, что в него введены источник К 00 опорных напр жений,

Description

которого соединен с входом инвертора и входом второго аналогового запоминающего устройства, выход инвертора соединен с входом (2t; + 2) ключа, выход которого соединен с вторым входом первого интегратора, выходы млад ших разр дов первого регистра соединены с информационными входами счетчика , выходы старших разр дов первого регистра соединены с входами блока адреса ключей, информационный выход счетчика соединен со сдвиговым входом второго регистра, выход переноса счетчика соединен с входом запи си второго регистра, первый вьпсод второго регистра соединен с управл ю щими входами первого и второго ана:логовых запоминающих устройств, вто36327

рой выход второго регистра соединен с входами обнулени  интеграторов, третий выход второго регистра соединен с входом разрешени  блока адреса ключей и с входом записи первого регистра, четвертьм вьгход второго регистра соединен с управл ющими входами (2К+1) и (2k+2) ключей, с входом записи счетчика, с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вькодом генератора импульсов , выход второго элемента И соединен с вторым счетным входом счетчика , 2k выходов блока адреса ключей соединены с управл ющими входами первых k и вторых К ключей.

Изобретение относитс  к автоматике , вычислительной и измерительной технике и может быть использовано дл  построени  преобразователей типа код-угол, р выходных устройствах ЦВМ, контрольно-проверочной аппаратуры .

Известен способ преобразовани  кода угла в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла, в котором код угла преобразуют в коды синуса и косинуса угла, которые линейно преобразуют в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла D . .

Недостатком этого способа  вл ютс  низкие быстродействие и точность преобразовани  кода угла в коды синуса и косинуса угла, что приводит к недостаточным быстродействию и точности преобразовани  в целом.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ преобразовани  кода угла в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла, основанньй на преобрзовании кодаугла в интервал времени с помощью счетных импульсов, формировании двухфазных гармонических колебаний, амплитуды которых равны, фазы сдвинуты на 90 , а

кругова  частота со св зана с частотой счетных импульсов следующим соотношением: ,л 2v

U

г

i

lbO°

где - величина кода, соответствующего 360°, преобразовании двухфазных гармонических колебаний в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла и их запоминании 2,

Устройство дл  преобразовани  кода угла в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла, осуществл ющие известный способ, содержит генератор импульсов, генератор гармонических колебаний, триггер , элемент И, счетчик, два аналоговых запоминающих устройства (фазовые детекторы), коммутатор, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым счетным входом счетчика, к входам разр дов которого подключены выходы коммутатора, выход счетчика соединен с первыми входами аналоговых запоминающих устройств (АЗУ) и с первым входом триггера, второй вход которого и вход коммутатора соединены с первым выходом генератора гармонических колебавши,второй и третий выходы которого соединены с вторыми входами АЗУ, выход триггера соединен с вторым входом элемента И. Недостатками известного способа  вл ютс  большое врем  преобразовани , равное периоду опорных синусои дальных напр жений, и наличие погрешности , вызванной изменением опо ных напр жений во врем  такта их за поминани  (врем  переписи опорных напр жений в запоминающие устройств не равно нулю), т.е. недостаточно в сока  точность.. Цель изобретени  - повьшение быс родействи  и точности преобразовани Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу преобразо вани  кода угла в напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла , основанному на преобразовании кода угла в интервал времени с помощью счетных импульсов, формировании двухфазных гармонических колеба ний, амплитуды которых равны, фазы сдвинуты на 90 , а кругова  частота W которых св зана с частотой i счетных импульсов следующим соотношением: ( Л 2У i где Afl Чбо величина кода, соответствующего 360 , преобразовании двух фазных гармонических колебаний в на пр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла и их запоминании, код угла раздел ют на две группь разр  дов-старшую и младшую,в интервал времени преобразуют код угла младшей труп пы разр дов ,формируют р д опорных напр жений , пропорциональных синусам и косинусам всех возможных углов старшей группы разр дов, выбирают из р да опорных напр жений два пропорциональных синусу и косинусу угла старшей группы разр дов, соответствующих текущему коду угла, из которых путем интегрировани  формируют сигналы начальных условий, а формирование двухфазных гармонических колебаний производ т с учетом сигналов начальных условий в течение этого интервала времени. Устройство дл  преобразовани  кода угла в йапр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла, содержащее первый элемент И, счётчик, два аналоговых запоминающих устройства, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым счетньм входом счетчика, до полнительно содержит источник 1C опорных напр жений, (2К+2) ключей, два интегратора, инвертор, два регистра. блок адреса ключей, второй элемент И, элемент НЕ, выходы источника К опорных напр жений соединены с входами первых К ключей и с входами вторых К ключей, выходы первых К ключей соединены с первым входом первого интегратора, выходы вторых К ключей соединены с первым входом второго интегратора, выход первого интегратора соединен с входом (2К+1) ключа и с входом первого аналогового запоминающего устройства, выход (2k--1) ключа соединен с вторым входом ;второго интегратора, выход которого соединен с входом инвертора и входом второго аналогового запоминающего устройства, выход инвертора соединен с входом (2К+2) ключа, выход которого соединен с вторым входом первого интегратора, выходы младших разр дов первого регистра соединены с информационными входами счетчика, выходы старших разр дов первого регистра соединены с входами блока адреса ключей, информационньй выход счетчика соединен со сдвиговым входом второго регистра, выход переноса счетчика соединен с входом записи второго регистра, первый выход второго регистра соединен с упрал юпрши входами первого и второго аналоговых запоминающих устройств, второй выход второго регистра соединен с входами обнулени  интеграторов, третий выход второго регистра соединен с входом разрешени  блока адреса ключей и с входом записи первого регистра , четвертый выход второго регистра соединен с управл ющими входами (2К+1) и (2К+2) ключей, с входом записи счетчика, с вторым входом первого элемента И и через .элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов , выход BTOjporo элемента И соединен с вторым счетным входом счетчика , 2 К выходов блока адреса ключей соединены с управл ющими входами первых К и вторых К ключей. На фиг.1 приведена структурна  хема устройства дл  преобразовани  ода угла в напр жени , пропоргиоальные синусу и косинусу угла, реализующего предлагаемьй способ; на фиг.2 - диаграммы напр жений на выходе интеграторов. Устройство содержит источник 1К опорных напр жений, ключи 2-1, 2-2 К интеграторы 3 и 4, инвертор 5, ключи 6 и 7, аналоговые запоминающие устройства (АЗУ) 8 и 9, генератор 10 импульсов, регистр 11, блок 12 ад реса ключей, элемент НЕ 13, элементы И 14 и 15, счетчик 16, регистр 1 Интеграторы 3 и 4 имеют две посто нные времени: дл  каждого входа свою. Регистр 11 предназначен дл  хранени  кода угла и представл ет собой регистр с возможностью параллельной записи информации. Блок 12 адреса ключей предназначен дл  управлени  ключами 2-1 - 2-2к в соответствии с кодом на его входах. Например , если обозначить его входные сигналы Х1-ХМ, где М - количество разр дов в старшей группе разр дов кода угла, то при Л , равном 2, и соответственно,К , равном 3, выходные сигналы , блока 12 адреса клю чей будут иметь вид; У, д,х,лха 3, V 3 -р л )ГТ 4 Q х лхг Yg LfiAjTt А5Г2 , , Vjj.Cf, А Х4 где Q, - сигнал управлени  блоком 12 адреса ключей, поступающий из регистра 17. При М 3 и, соответственно , Ц 5, выражени  дл  сигналов 1-410 можно получить аналогично, т.е. в соответствии с кодом старших разр дов угла блок 12 адреса ключей замыкает один ключ из первой группы ключей 2-1 - 2-- К и один ключ из второй группы ключей 2-()-(2-2К) Счетчик 16 предназначен дл  преобра зовани  кода младших разр дов угла во временной интервал и дл  формиро вани  фиксированных временных интер валов и представл ет собой реверсив ный счетчик с возможностью параллельной записи информации (счетчик 16, например, может быть сделан на основе микросхем 133ИЕ7). Регистр 17 предназначен дл  формировани  тактов работы устройства путем продвижени  логической единицы и пред ставл ет собой четырехразр дный сдвиговый регистр с возможностью параллельной записи информации (регистр 17, например, может быть сделан на основе микросхем 133ИР1). Устройство работает следующим образом. На первом такте работы устройства логическа  единица находитс  в третьем разр де регистра 17. По фронту сигнала (, в регистр 11 записываетс  входной код угла ci , которьй хра- нитс  там в течение всех четьфех тактов . Сигнал Cj, разрещает работу блока 12 адреса ключей, который в соответствии с кодом старших разр дов угла od коммутирует с помощью двух групп ключей: 2-1 - 2- К и 2-2 К - два напр жени  из р да опорных напр жений на выходе источника 1 опорных напр жений. Эти напр жени  поступают на первые входы интеграторов 3 и 4 и начинают интегрироватьс . Одновременно на счетный вход счетчика 16, работающего на сложение, поступает через элемент И 14 счетные импульсы с генератора 10 импульсов. При по влении сигнала с информационного вькода счетчика 16 в регистре 17 логическа  единица сдвигаетс  в четвертый разр д и первый такт заканчиваетс . В результате первого такта на выходе интеграторов 3 и 4 получают напр жени , пропорциональные синусу и косинусу yrnadi старших разр дов кода угла оС . Например, если старшие разр ды состо т из двух разр дов , соответствующих 180 и 90 и равно О , то на вход интеграто- ра 3 подают отрицательное опорное напр жение , на вход интегратора 4 - нулевое напр жение. Тогда в результате первого такта на выходах интеграторов 3 и 4 будут положительное и нулевое напр жени , т.е. напр жени , пропорциональные косинусу и синусу угла . Аналогично, например, если старшие разр ды состо т из трех разр дов, равно 45 , то на первые входы интеграторов 3 и 4 подают одинаковые отрицательные напр жени  и по окончании первого такта на выходах интеграторов 3 и 4 получают одинаковые положительные напр жени  (первые посто нные времени интеграторов 3 и 4 набирают равными), т.е. напр жени ,пропорциональные косиrtycy и синусу угла 45 , и т.д. На втором такте по фронту сигнала tf на выходе регистра 17 в счетчик 7 16 записываетс  код младших разр дов угла чС . На счетный вход счетч ка 16, работающего на вычитание, п даютс  счетные импульсы через элемент И 15 с генератора 10 импульсо Одновременно с помощью ключей 6 и интеграторы 3 и 4 и инвертор 5 зам каютс  в кольцо (на первые входы и теграторО|р 3 и 4 ничего не поступа ет - ключи 2-1 - 2-2К все закрыты) образу  осцилл тор. Действи  осцил . тора описьгоаютс  дифференциальньм уравнением: 1У I ч где KU коэффициент передачи инве тора 5} Tlj2- вторые посто нные времени интеграторов 3 и 4. Выходные сигналы 111, 02 (фиг.2 интеграторов 3 и 4, представл ющие собой решение зтого дифференциального управлени , имеют вид UbU5, + et)i . U2 Ucos(, - кругова  частота гармонических колебаний; В устройстве кругова  частота Я выбираетс  равной где АЯ, о величина кода, соответствующего 360 . Второй такт, такт осциллировани  продолжаетс  в течение интервала вр мени, получаемого от преобразовани  кода угла «с младших разр дов кода угла о . При по влении сигнала на выходе переноса счетчика 16 (т.е. счетчик 16 обнул лс ) в младший разр д регистра 17 записываетс  логическа  единица, в остальные раз р ды - логические нули, и второй 278 такт заканчиваетс . В результате в момент окончани  второго такта получают на выходах интеграторов 3 и 4 напр жени  (фиг.2) и I и sin л j U2--Uco5«i.. так как : - ti oi . На третьем такте все ключи 2-1. 2-21ч , соедин ющиес  с входами интеграторов 3 и 4, закрыты, на управл ющие входы аналоговых запоминающих устройств 8 и 9 поступает сигнал Uj и происходит перезапись напр жений с выходов интеграторов 3 и 4 (фиг.2) (которые вьтолн ют в этот момент роль промежуточных аналоговых запоминающих устройств) в аналоговые запоминаюпще устройства 8 и 9. Одновременно на счетный вход счетчика 16, работающий на сложение, подаютс  счетные импульсы. По по влению сигнала на информационном входе счетчика 16 и регистра 17 логическа  единица сдвигаетс  во второй разр д и третий такт кончаетс . На четвертом такте сигнал Cfj с выхода регистра 17 поступает на входы управлени  обнулением интеграторов 3 и 4 и интеграторы 3 и 4 обнул ютс . По по влению сигнала на информационном выходе счетчика 16, работающего как в третьем такте, в регистре 17 логическа  единица сдвигаетс  в третий разр д, четвертый такт кончаетс , начинаетс  снова первый такт. Длительность второго такта, как и в известном способе в конечном счете определ етс  разр дностью преобразовани  и частотой счетных импульсов. Длительности же первого, третьего и четвертого тактов определ ютс  параметрами интеграторов 3 и 4, и аналоговых запоминающих устройств 8 и 9 и могут быть сделаны значительно меньше длительности второго такта. Экономический эффект от применени  изобретени  обусловлен его техническими преимуществами, изложенными выше.

гЦ agin

IfSJUA |Тр

й

l/tMA

Фиг.2

Claims (2)

1. Способ преобразования кода угла в напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла, основанный на преобразовании кода угла в интервал времени с помощью счетных импульсов, формировании двухфазных гармонических колебаний, амплитуды которых равны, фазы сдвинуты на 90°, а круговая частота ω связана с частотой £ счетных импульсов следующим соотношением :

ω _ 21Г * *560° ^} где А^о - величина кода, соответствующего 360°, преобразовании двухфазных гармонических колебаний в напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла и их запоминании, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности преобразования, код угла разделяют на две группы разрядов -i старшую и младшую, в интервал времени преобразуют код угла младшей груп пы разрядов, формируют ряд опорных напряжений, пропорциональных синусам и косинусам всех возможных углов старшей группы разрядов, выбирают из ряда опорных напряжений два пропорциональных синусу и косинусу угла старшей группы разрядов, соответствующих текущему коду угла, из которых путем интегрирования формируют сигналы начальных условий, а формирование двухфазных гармонических колебаний производят с учетом сигналов начальных условий в течение этого интервала времени.

2. Устройство для преобразования кода угла в напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла, содержащее первый элемент И, счетчик, два аналоговых запоминающих устройства, генератор импульсов, выход которого соединен с первьм входом .первого элемента И, выход которого соединен с первым счетным входом счетчика, отл ичающееся тем, что в него введены источник К опорных напряжений, (2к+2) ключей, два интегратора, инвертор, два регистра, блок адреса ключей, второй элемент И, элемент НЕ, выходы источника К опорных напряжений соединены с входами первых К ключей и с’ входами вторых к ключей, выходы первых К ключей соединены с первым входом первого интегратора, выходы вторых к ключей соединены с первым входом второго интегратора, выход первого интегратора соединен с входом (2К+1) ключа и с входом первого аналогового заполняющего устройства, выход (2к*1) ключа соединен с. вторым входом второго интегратора, выход которого соединен с входом инвертора и входом второго аналогового запоминающего устройства, выход инвертора соединен с входом (21( + 2) ключа, выход которого соединен с вторым входом первого интегратора, выходы младших разрядов первого регистра соединены с информационными входами счет-, чика, выходы старших разрядов первого регистра соединены с входами блока адреса ключей, информационный выход счетчика соединен со сдвиговым входом второго регистра, выход переноса счетчика соединен с входом записи второго регистра, первый выход второго регистра соединен с управляющими входами первого и второго аналоговых запоминающих устройств, вто рой выход второго регистра соединен с входами обнуления интеграторов, третий выход второго регистра соединен с входом разрешения блока адреса ключей и с входом записи первого регистра, четвертый выход второго ре гистра соединен с управляющими входами (2К+1) и (2К+2) ключей, с входом записи счетчика, с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход второго элемента И соединен с вторым счетным входом счетчика, 2 к выходов блока адреса ключей соединены с управляющими входами пер· вых К и вторых К ключей.