Устройство для преобразования координат Советский патент 1983 года по МПК G06G7/22 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, позволяющих осуществлять преобразование координат на плоскости. Широкое применение находят аналого-цифровые преобразователи координат, в которых координаты, заданные в аналоговой форме, преобразуются в соответствии с угловыми: величинами, заданными в цифровой форме. Известно устрой9тво для преобразо вания координат,основанное на исполь зовании квадратурных напряжений, амп литуды которых представляют исходные значения прямоугольных координат.Сум марное колебание используется для получения мгновенных значений в моменты времени, определяемые.в соотве тствии с заданным углом поворота координат l . Недостаток устройства заключается в наличии погрешностей формирования гармонических напряжений, погреш ностей преобразования угла в фазу и погрешностей мгновенной демодуляции. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее источник преобра зуемых прямоугольных координат (вращающийся трансформатор), выходы которого через переключатель квадрантов роединены с соответствующими входами формирователей координат, цифровой вход которых подключен к .вой шине (их количество -определяется поставленной задачей формирования одной или двух координат на плоскости). Во входной цепи одного формирователя имеется инвертор 2J , Недостаток известного устройства заключается в недостаточной томности выработки координат. Это обусловлено тем, что в формирователе, построенном по принципу последовательного (поразрядного) преобразования входного сигнала в соответствии с заданным кодом, увеличение количества ступеней преобразования (разрядности J ограничено схемными погрешностями , а именно смещением и дрейфом операционных усилителей. Цель изобретения - повьпйёНие точности . Цель достигается тем, что устройство для преобразования координат, содержащее сину.сно-косинусный вргицаю щийся трансформатор, первый и второй выходы которого подключены к переклю чателю квадрантов, управляющий вход .которого соединен с шиной двух старг ших разрядов кол угла поворота системы координат устройства, а первый выход - с входом инвертора, а также включенные в первый и второй каналы соответственно первый и второй формирователи ортогональной состайляющей координат, вход углового аргумента каждого из,которых соединен с шиной кода угла поворота сиCTSNW координат устройства, содержит в каждом из двух каналов.два перемножающих преобразов 1теля кода в напряжение, суммирукяций и вычитающий усилители, при этом аналоговый вход первого перемножающего преобразователя кода в напряжение соединен с инвертирующим входом вычитающего усилителя, выход первого перемножающего преобразователя кода в напряжение соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение, выход которого соединен с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, цифровые входы перемножающих преобразователей кода в напряжение соединены с шиной добавочного кода угла поворота системы координат устройства, выходы суммируквдего и вычитающего усилителей соединены с координатными входами формирователя, ортогональной составляющей координат соответствующего канала, первый выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение первого канала, второй выход переключателя квадрантов соединен с ана.логовым входом первого перемножающего преобразователя кода в напряжение первого канала и с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кола в напряжение второго канала, выход инвертора соединен с аналоговым входом первого перемножающего преобразователя кода в напряжение второго канала. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ)1, переключатель 2 квадрантов , инвертор 3, перемножающие преобразователи 4 и 5 кода в напряжение , вычитающие усилители б, суммирующие усилители 7, формирователи 8 и 9 ортогональной составляющей координат, шину 10 кода угла поворота системы координат, шину 11 добавочного кода угла поворота системы координат. , Устройство работает следующим образом. . Напряжения с выходов СКВТ 1 поступс1ют на входы переключателя 2 квадрантов, на управляющий вход которого поступает код двух старших разрядов кодабст У поворота. В зависимости от номера квадранта сигналы на выходах переключателя 2 ..соответствуют данным таблицы.

3

I Управляюрцие

Выходные Напряжения сигналы

1 : выи.

ВЫ.2

О

Ui

УХ

.1 ;-Ux

а

о

-Uv

-и

1

х

Рассмотрим работу одного из Каналов (формирования координаты).

На входы перемножающих преобраэовагёлей 4, 5f кода в напряжение поступают СИГНёШЫ и Ujj COSOi. и и

и S i п сС .

На цифровой вход этих преобразователей поступает добавочный код&в , с помощью которого уточняется тригонометрическое преобраэов ание.

Напряжение, вырабатываемое на выходах усилителей б и 7| и, и и, &в ,

Uj + и,-ie.

поступает на входы формировате ля 8, который регипизует зависимость

Ц, sinfi + UTCOSQ . Учитывая, что cosДв 1, sinAS лб , имеем

,s«n(efb6)-U.jcos(e4t,01.

Формирователь 9 реализует зависимость

U,.U cosG-Uj.ginG,

0 поэтому на его выходе имеем

и„-и,со5()-и25 п{9+д9). (2)

Учитывая, что сигналы СКВТ U| и

5 и представляют соответственно горизонтальную (косинусную) и вертикальную (синусную) составляющие исходной системы координат,окончательно получим

Ug (ot+ 0 f А в ) ,

0 . U ( ot + .0 1- д9 ) .

Относительная погрешность преобразования не превышает величины лб/

2-8

Например, при &д

полного угла

относительная погрешность не превышает 0,03%.

.Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется повышением точности преобразования Или - при точности, равной точности известного устройства упрощением формирователей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ, содержащее синуснокосинусный вращающийся трансформатор, первый и второй выходы которого подключены . к переключателю к:вадрантов, управляющий вход которого соединен с шиной двух старших разрядов кода угла поворота CHCTei i координат устройства, а первый выход с входом инвертора, а также включенные в первый к второй каналы соответственно первый и второй формирователи ортогональной составляющей координат, вход углового аргумента каждого из-которых соединен с шиной кода угла поворота систекы координат устройства, о т л и ч а ю и ее с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит в каждом из двух каналов два перемножающих преобразователя кода в напряжение, суммирукяций и вычитающий усилители, при этом аналоговый вход первого перемножающего преобразователя кода в напряжение соединен с инвертирующим входом вычитаквдего усилителя, выход первого перемножающего преобразователя кода .в напряжение соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с ансшоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение, выход которого соединен с неинвертирующим входом вычитсиощего усилителя, цифровые входы перемножающих преобразователей кода в напряжение соединены с шиной добавочного кода угла поворота системы координат устройства, выходы суммиру ощего и вычитающего усилителей соединены с координатными входами формирователя орто(Л гональной составляющей координат соответствующего канала, первый выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение первого канала, второй выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом э первого перемножающего преобразова1СЛ теля -кода в напряжение первого канала и с аналоговым входом второго ю перемножающего преобразователя кода в напряжение второго канала, выход инвертора соединен с ангшоговым входом первого перемножающего преобразователя кода в напряжение второго канала.

ff |л

IfrflinUfif)

ifmOfUCflff/