SU750510A1 - Тригонометрический преобразователь - Google Patents

Description

(54) ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ НРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано при построении специализированных вычислительных устройств, реализующих обратные тригонометрические преобразовани .

Известен арксинусный преобразователь, содержащий операционный усилитель, два резистора, конденсатор, три ключа, схему ИЛИ-НЕ и резистивно-емкостный фильтр, в котором вычисл етс  аппроксимированна  функци  1.

Недостаток преобразовател  - низка  точность и необходимость применени  прецизионных аналоговых узлов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  многофункциональный преобразователь, содержащий реверсивный счетчик, схему сравнени , генератор тактовых импульсов, два коммутатора, а также блоки решающих усилителей и делителей напр жени , и обеспечивающий, в частности, арксинусное и арккосинусное функциональные преобразовани  2.

Принцип действи  устройства основан на аппроксимации требуемой функциональной зависимости р дом Тейлора с числом

членов, равным трем. Вследствие аппроксимации требуемой зависимости р дом с конечным число.м членов данное устройство обладает недостаточной точностью функционального преобразовани , котора  также существенно зависит от значени  аргумента. Другим недостатком преобразовател   вл етс  наличие большого количестве прецизионных аналоговых делителей, решающих усилителей и коммутаторов. При этом, поскольку разложени  функций арксинуса

10 и арккосинуса существенно различаютс , то дл  их совместной реализации необходимо большое количество дополнительных аналоговых узлов.

Цель изобретени  - повыщение точности.

Указанна  цель достигаетс  за счет того,

15 что в тригонометрический преобразователь, содержащий реверсивный счетчик и два переключател , введены опорный и подстраиваемый генераторы, дискриминатор мгновенных значений, фазовый детектор, счетный 20 триггер, делитель частоты, блок сравнени  кодов, элемент И и элемент задержки, причем выход пр моугольного сигнала опорного генератора соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого подключей к пр мому выходу счетного триггера, а выход - к входу подстраиваемого генератора , выход последнего соединен с первым входом блока сравнени  кодов и с входом делител  частоты, первый выход которого соединен с входом счетного триггера, выходы которого через первый переключатель св заны с управл ющим входом элемента И, второй выход делител  частоты соединен с вторым входом блока сравнени  кодов, выход которого через элемент И св зан с первым входом дискриминатора мгновенных значений и через элемент задержки - со счетным входом реверсивного счетчика, выход синусоидального сигнала опорного генератора подключен к второму входу д}искриминатора мгновенных значений, третий вход которого  вл етс  входом тригонометрического преобразовател , первый и второй выходы дискриминатора мгновенных значений через второй переключатель св заны с управл ющим входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с третьим входом блока сравнени  кодов и  вл етс  выходом тригонометрического преобразовател .

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого преобразовател .

Преобразователь содержат опорный генератор 1, дискриминатор 2 мгновенных значений, фазовый детектор 3, счетный триггер 4, переключатель 5, элемент 6 И, делитель 7 частоты, блок 8 сравнени  кодов, элемент 9 задержки, реверсивный счетчик 10, подстраиваемый генератор 11, переключатель 12.

Преобразователь работает следующим образом.

Пр моугольный выходной сигнал опорного генератора 1 частотой f поступает на фазовый детектор 3. За счет действи  обратной св зи в астатической системе фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), включающей фазовый детектор 3, счетный триггер 4, делитель 7 частоты и подстраиваемый генератор 11, частота и фаза сигнала, поступающего с вь1хода триггера 4 на вход фазового детектора 3, совпадают с частотой и фазой сигнала опорного генератора 1. При этом период колебаний подстраиваемого генератора равен TI 2, где N - емкость делител  7 частоты. В зависимости от вида функционального преобразовани  с выхода элемента 6 И на вход дискриминатора 2 мгновенных значений поступают импульсы расположенные в фазе (-) + 2 К, либо в фазе (- ) + 2К соответственно при генерации функций арксинуса и арккосинуса, что определ етс  положением переключател  5. Блок 8 осуществл ет выделение К-го импульса (, где К и N - соответственно код в реверсивном счетчике 10 и его емкость) из каждых N колебаний подстраиваемого генератора 11. Другими словами, на выходе блока 8 формируютс  импульсы, задержанные на врем  КТ| относительно сигналов переноса делител  7 частоты,соответствующих фазе ± 90 синусоидального напр жени  на выходе опорного генератора 1.

Через элемент 6 И проход т те импульсы блока 8, которые соответствуют только нарастающим или только убывающим участка .м синусоидального сигнала, в зависимости от положени  переключател  5.

Импульсы, поступающие с выхода элемента 6 И, стробируют дискриминатор 2. Дискриминатор 2 мгновенных значений в моменты поступлени  на его управл ющий вход стробирующих импульсов с выхода элемента 6 И осуществл ет сравнение напр жени  Ux, поступающего с входной клеммы преобразовател , с синусоидальным напр жением на выходе опорного генератора 1, мгновенные значени  которого равны Uj|

AcosM , либо Us - А , причем срабатывание дискриминатора 2 происходит при Us Каждый импульс, поступающий на вход дискриминатора 2, вызывает также изменение на ± 1 кода в реверсивном счетчике 10, при условии срабатывани  дискриминатора 2. Направление счета зависит от режима функционального преобразовани ;в случае арксинусного преобразовани  срабатывание дискриминатора 2 вызывает у.меньщение кода в реверсивном счетчике 10, а в случае арккосинус-преобразовани  срабатывание дискриминатора 2 вьЕЗывает увеличение кода в счетчике 10 на 1.

Числу К, записанному в реверсивном счетчике 10, соотвегствует число периодов подстраиваемого генератора 11, на которое задержаны выходные импульсы блока 8 относительно переднего фронта импульсов на входе фазового детектора 3. Поэто.му в установившемс  режиме фаза стробировани  дискриминатора 2 соответствует равенству и и А sin-, либо и А cos соответственно дл  функций арксинуса и арккосинуса. Отсюда код в реверсивном счетчике К N arc sin . либо К N arccos .

Таким образом, предлагаемый преобразователь обеспечивает арксинусное и арккосинусное функциональные преобразовани  с выходом сигнала в цифровой форме и с более низкой, не завис щей от значени  аргумента, погрещностью чем у известного. В то же врем  число аналоговых узлов в предлагаемом устройстве существенно меньще чем у известного, что повыщает надежность работы устройства и облегчает его интегральное исполнение. К его преимуществам относитс  также простота коммутации при п ереходе от одного вида функционального преобразовател  к другому.

Погрешность предлагаемого преобразовател  определ етс  такими факторами, как коэффициент нелинейных искажений синусоидального сигнала, нестабильность

порога дискриминатора мгновенных значений и фазова  погрешность системы ФАПЧ. Известными методами все эти составл ющие могут быть уменьшены до величины, не превышаюшей сотые доли процента, что определ ет технико-экономический эффект от применени  изобретени .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 467365, кл. Q 06 G 7/22, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 525123, кл. G 06 G 7/26, 1974 (прототип).