SU519724A1 - Устройство дл преобразовани координат - Google Patents

Description

тым входом функциона.тьного узла, первый, второй и третий входы которого подключены к -цифровым входам соответственно первого, второго и третьего ЦАП, а выход операционного усилител  подключен к выходу функционального узла; п тый функциональный узел содержит последовательно соединенные ЦАП и операп .ионный усилитель, .в обратную св зь которого включен второй ЦАП, причем цифровые входы первого и второго цАп подключены соответственно к первому и второму входам функционального узла, третий вход которого подсоединен к аналоговому входу первого ЦАП, а вы.ход - к выходу операционного усилител ; блок управлени  содержит два распределител  импульсов, элемент НЕ и триггер, первый вход которого подключен к первому входу -блока управлени , второй вход которого подключен к первым входам распределителей импульсов, первые выходы которых объединены и подключены к второму входу триггера, выход которого подключен к вторым входам распределителей импульсов, третий вход первого из них подключен к выходу элемента НЕ, вход которого подключен к третьему входу блока управлени  и к третьему входу второго распределител  импульсов, вторые выходы распределителей импульсов подключены соответственно к первому и второму выходам блока управлени . На чертеже приведена схема устройства. Устройство содержит функциональные узлы 1-5, блок 6 суММироваии , блок 7 сравнени , блок 8 управлени  и регистры 9, 10. . Первые ВХОДЫ функциональных узлов /, 3 т 2, 4 объединены и подключены соответственно ко входам и, 12 устройства. Вторые входы функциональных узлов /-4 объедине«ы и подключены к выходу регистра 9, к первому входу функционального узла 5 и к выходу /k устройства. Третьи входы функциональных узлов 1-4 объединены и подключены ко второму входу функционального узла 5, к .выходу регистра У(9 и к выходу 14 устройства . Четвертые входы функциональных узлов / и 2, первый вход блока 7 сравнени  и третий вход функционального узла 5 объединены и подключены к шине /5 опорного напр жени  f/o- Выход функционального узла / соединен с четвертым входом функциональ: .ного узла и с выходом 16 устройства. Выход функционального узла 2 соединен с чет .вертым входом функционального узла 4нс .выходом 17 устройства. Выход функциональ . ного узла 5 подключен к выходу 18 устройства . Выходы функциональных узлов 3 & 4 ;ПОдключены ко входам блока 6 суммирова ,н-и , выход которого соединен со вторым входом блока 7 сравнени . Блок 8 управлени  первым входом подключен ко входу 19 устройства , вторым входом - ко входу 20 устройства , третьим входом - к выходу блока 7 сравнени , выхо.тамм соединен с лервыми входами соответственно регистров 9 и 10, вторые входы которых объединены и подключены ко входу 21 устройства. Каждый из функциональных узлов 1-4 содержит цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) 22, 23, включенные соответственно последовательно с операционным усилителем 24 VI -в цепь обратной св зи его, и ЦАП 25, включенный между аналоговым входом ЦАП 22 и четвертым входом функционального узла, который выходом соединен с выходом операционного усилител  24, а первым, вторым и третьим входами - с цифровыми входами соответственно ЦАП 22, ЦАП 23 и ЦАП 25. Функциональный узел 5 содержит ЦАП 22, ЦАП 23 и операционный усилитель 24, включенные аналогично вышеописанному. Аналоговый вход ЦАП 22 подключен к третьему входу функцио ального узла 5. Блок 8 управлени  содержит два распределител  26, 27 импульсов, элемент НЕ 28 ., триггер 29, первый вход которого подключен к первому входу блока 8 управлени , второй вход которого подключен к первым входам распределителей 26, 27 импульсов, первые выходы которых объединены и подключены к второму входу триггера 29, выход которого подключен к вторым входам распределителей 26, 27 .импульсов, третий вход распределител  26 и.мпульсов подключен к выходу элемента НЕ 28, вход которого подключен к третьему входу блока 8 управлени  и к третьему входу распределител  27 импульсов. Вторые входы распределителей 26, 27 импульсов подключевы соответственно к первому и второму выход м блока 8 управлени . Принцип работы устройства заключаетс  в следующем. Если даны пр моугольные координаты X, Y точки А в условной системе координат УОХ, то определение пол рных координат (пол рного рассто ни  D и пол рного угла р, представленного в виде угловых коэффициентов sin р, cos р) производитс  по формулам: I/A--|-у-(1) gj а .,. содй Вычисление пол рных координат в предлагаемом устройстве основано на моделиро ( а /у 42 ТУ) (l -1 0При заданных значени х х vi у известное тождество siп р -f cos р 1 .достигаетс , как это ВИ1ДНО из выражений (2) и (3), только при определенато.м значении искомого D. .Вычисление пол рного рассто ни  D производитс  изменением .кодов регистров 9 и 10. При этом в предлагаемом устройстве имеет место где {/вых, - вых5 - выходные напр жеви  функциональных узлов 1-5 соответственно; вых - выходное напр жени-е блока 6 суммировани ; Но - опорное напр жение ( шина /5); Vj:, Ny - числа кодов, поступающих на функциональные /узлы /-4 с входов соответственно // и 12 устройства; Лэ, - числа кодов регистров 9 тл 10 соответственно. Процесс вычислени  пол рных координат заключаетс  в уравновешивании напр жений вых, и UQ. При равенстве этих напр жений на регистрах 9 н 10 устанавливаютс  числа, определ емые из равенства i/o- 0.,,,. - f/off-f;-. {. NJlim М, Откуда +л/2 NO, где - цифровое значение пол рного рассто ни . При этом на выходе 18 устройства устанавливаетс  напр жение, определ емое из выражений (1) и (8). t/вых.в вых, и о U,ND, (12) т. е. соответствующее первой пол рной координате - пол рному рассто нию D. На выходах 16 и 17 устройства устанавливаютс  напр жени , определ емые выражени ми (2), (3) и (4), (3): вых.е , - и о -,. . и „sin (13) i/Bb,x., {Увнх. (;„:рр-й.- и,cos р, (14)

т. е. соответствуюшие угловым коэффициентам пол рного угла (3.

Устройство работает следуюшим образом.

В исходном состо нии разр ды регистров 9 и 10 наход тс  в «единичном состо нии (NQ NIO 1). Состо ние блока 7 сравнени  будет определ тьс  знаком разности напр жений бвых - 0- При С/вых, - /„ о, т. е. при 1 ,6ЛОК сравнени  формирует разрешающий уровень, поступающий через элемент НЕ 28 блока 5 управлени  на третий вход распределител  26 импулЬС01В. При t/B,,,x, -и, О, т. е. при y VjTyvy 1, разрешающий уровень с блока 7 сравнени  поступает на третий вход распределител  27 импульсов. .Проц-есс преобразовани  начинаетс  при поступлении сигнала начала преобразовани  (вход 19 устройства), по которому триггер 29 перебрасываетс  и на вторые входы распределителей 26, 27 поступает разрешающий уровень. При f/Bbixs - тактовые импульсы, поступающие на первые входы распределителей 26 и 27 импульсов с входа 20 устройства , начинают проходить через распределитель 26 импульсов на первый вход регистра 9. .Последовательность дальнейшей работы устройства основана на известном методе последовательно-параллельного во Времени уравновешивани , который заключаетс  в последовательном , начина  со старшего разр да , онреде.тении цифр каждого разр да регист ра 9. Определение цифр каждого разр да регистра 9 производитс  с помощью блока 7 сравнени  следующим образом. Первый тактовый импульс устанавливает старший разр д регистра 9 в состо нии «О. Это вызыва-ет изменение выходных напр жений функциональных узлов 1-5 и блО|Ка 6 суммировани  согласно выражени м (4), (5), (6), (7), (8), (9). При этом, если значение разности t/вых, - 0 изменилось, то блок 7 сравнени  вырабатывает импульс, который через элемент НЕ 28 и распределитель 26 импульсов возвращает старший разр д регистра 9 в состо ние «1. Если знак разности i Bbixj - UQ не изменилс , то блок 7 сравнени  импульса не вырабатывает, и старший разр д регистра 9 остаетс  в состо нии «О. Определение значений остальных разр дов регистра 9 производитс  аналогично по мере поступлени  тактовых импульсов. После определени  цифры младшего разр да регистра 9 распределитель 26 импульсов формирует импульс конца преобразовани , который поступает с его первого выхода на второй вход триггера 29, устанавлива  последний в исходное состо ние. Весь процесс преобразовани  занимает

врем  t,,p пТ, где п - число разр дов регистра 9;

Т - период повторени  тактовых импульсов .

В процессе уравновешивани  в регистре 9 фиксируетс  число, определ емое из выражени  (0) три /Vio 1

N, j/yv2-:pyvf -- Лу,

лу

а на выходах 18, 16, 17 устройства устанавливаютс  напр жени , соответствующие выражени м (12), (13) и (14).

В случае, когда в исходи состо нииt/вых- , - , т. е. дГГ 1, разре

шающий уровень с блока 7 сравнени  поступает на распределитель 27 импульсов, тактовые импульсыбудут приходить на регистр 10. При этом последовательность работы устройства аналогична вышеописанному. В процессе уравновешивани  в р-егистре 10 фиксируетс  число, определ емое из выражени  (10) при 1

- YNI + ,

yVjoXу

а на выходах 18, 16, 17 устройства устанавливаютс  .напр жени , соответствующие выражени м (12), (13) и (14).

Б обоих описанных случа х на выходах t3, 14 устройства фиксируютс  числа, определ ющие значение пол рного рассто ни , соответствующее выражению (8).

Дл  осуществлени  следующего преобразовани  регистры 9 -и 10 устанавливаютс  в исходное («единичное) состо ние сигналом установки, поступающим со входа 21 устройства .

Таким образом, сокращение времени преобразовани  пр моугольных координат в пол рные в предлагаемом устройстве относительно известного очевидно, так как процесс вычислени  пол рного рассто ни  занимает врем , равное л тактам, а собственно процесс вычислени  значений угловых коэффициентов отсутствует, так как происходит одновременно с вычислением пол рного рассто ни .

Claims (4)

1. Устройство дл  преобразовани  координат , содержащее блок управлени  и два функциональных узла, предназначенных дл  выработки сигналов, пропорциональных соответственно синусу .и косинусу пол рного угла, причем первые входы функциональных узлов подключены соответственно к первому и второму входам устройства, а первый и второй входы блока управлени  подключены соответственно к третьему и четвертому входам устройства , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , оно содержит три функциональных узла, блок суммировани , блок сравнени  и два регистра, причем первые входы третьего и четвертого функциональных узлов подключены соответственно к первым входам первого и второго функциональных узлов, вторые входы первых четырех функциональных узлов объединены и подключены к первому входу п того функционального узла, к выходу первого регистра и к первому выходу устройства, третьи входы

первых четырех |функциональных узлов объединены и подключены к второму входу п того функционального узла, к выходу второго регистра и к второму выходу устройства, первый вход блока сравнени , третий вход п того и четвертые входы первого и второго функциональных узлов объединены и подключены к источнику опорного напр жени , выходы первого, второго и п того функциональных узлов подключены соответствеино к третьему,

четвертому и п тому выходам устройства, выходы первого и второго функциональных узлов подключены .к четвертым входам соответственно третьего и четвертого функциональных узлов, выходы которых подключены к

входам блока суммировани , выход которого через блок сравнени  подключен к третьему входу блока управлени , выходы которого подключены соответственно к первым входам регистров, вторые входы которых объединены

и подключены к п тому входу устройства.

2.Устройство по п. 1, о тл ич а ю ще ее   тем, что каждый из первых четырех функциональных узлов содержит три цифро-аналоговых преобразовател  (ЦАП) и операционный

усилитель, причем первый ЦАП и операционный усилитель включены последовательно, второй ЦАП включен в цепь обратной св зи операционного усилител , а третий ЦАП включен между аналоговым входом первого

ЦАП и четвертым входом функционального узла, первый, второй и третий входы которого подключены к цифровым входам соответственно первого, второго и третьего ЦАП, а выход операционного усилител  подключен к

выходу функционального узла.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что п тый функциональный узел содержит последовательно соединенные ЦАП и операциолный усилитель, в обратную св зь

которого включен второй ЦАП, причем цифровые входы первого и второго ЦАП подключены соответствеино к первому и второму входам функционального узла, третий вход которого подсоединен к аналоговому входу первого ЦАП, а выход - к выходу операционного усилител .

4.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит два распределител  импучЯьсов, элемент НЕ и триггер,

первый ,вход которого подключен к первому входу блока управлени , второй вход которого подключен к первым входам распределителей импульсоЗ, /первые выходы которых объединены и подключены к второму входу триггера, выход которого подключен к вто9

рым входам -распределителей импульсов, третий вход первого из них подключен к выходу элемента НЕ, вход которого подключен к третьему входу блока управлени  и к тре10

тьему входу второго распределител  импульсов , вторые выходы распределителей импульсов подключены соответственно к первому и второму выходам блока управлени .

ff 11

17

15 20,