Устройство для синусно-косинусного преобразования Советский патент 1984 года по МПК G06G7/22 

О1

со о ел Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано для построения специализированных вычислительных устройств, реализующих тригонометрические преобразования. Известно устройство для определе ния тригонометрических функций, содержащее последовательно соединенны источник синусоидального напряжения два усилителя-ограничителя, времяимпульсный преобразователь, формиро ватель импульсов, интегрирующий усилитель и два фазочувствительных выпрямителя, подключенных к источнику синусоидального напряже ния. Управляющие входы фазочувст вительных выпрямителей соединены соответственно с выходами формирователя импульсов и второго усилителя-ограничителя. Устройство осуществляет вычисление функций синуса и косинуса заданного аргумента путе фазочувствительного выпрямления синусоидального напряжения 1. Точность работы такого устройств невелика, что обусловлено наличием в каналах формирования ортогональны управляющих напряжений значительног количества аналоговых и дискретноаналоговых функциональных узлов (усилители-ограничители, времяимпульсный преобразователь,формирователь импульсов, интегрирующий усилитель). Нестабильности характеристи ипараметров этих узлов являются основными причинами нестабильности временной (фазовой )привязки к, опорном напряжению ортогональных коммутирую щих напряжений, управляющих работой фазочувствительных выпрямителей, что и приводит к снижению точности вычисления заданных тригонометрических функций. Наиболее близким к предлагаемому ПО технической сущности является устройство для определения функций синуса и косинуса, содержащее последовательно включенные распределитель импульсов, первый и второй времяимпульсные преобразователи, управляю щие входы которых соединены со входо устройства,- три триггера, узкополосный фильтр, выход которого соединен с первыми входами двух фазочувствительных выпрямителей. В устройстве, кроме того, первый выход распределителя импульсов соединен с первым входом первого триггера и с входом питания первого, время-импульсного преобразователя, второй выход распре делителя импульсов соединен с первым входом второго триггера, третий выход распределителя импульсов соеди нен, с вторым входом первого триггера и с входом питания второго времяимпульсного преобразователя, четвертый выход распределителя импульсов соединен с вторым входом второго триггера, выходы первого и второго время-импульсных преобразователей соединены с соответствующими входами третьего триггера, выход которого соединен с входом узкополосного фильтра, выход первого триггера соединен с вторым входом первого фазочувствительного выпрямителя, а выход второго триггера - с вторым входом второго фазочувствительного выпрямителя 12 . Недостаток этого устройства заключается в наличии погрешностей преобразования, обусловленных неидентичностью время-импульсных преобразователей, а также ростом абсолютной величины их погрешности при увеличении агрумента за пределами первого квадранта. Цель изобретения уменьшение фазовых погрешностей преобразования. Цель достигается тем, что устройство для синусно-косинусного преобразования, содержащее генератор импульсов , выход которого соединен с входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен с входом первого триггера, а второй выход с входом второго триггера, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно первого и второго демодуляторов, выходы которых .являются выходами устройства, времяимпульсный преобразователь, информационный вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом третьего триггера, и узко,полосный фильтр, выход которого соединен с информационными входами демодуляторов, содержит также два переключателя, при этом первый и второй выходы распределителя импульсов через первый переключатель соединены с синхронизирующим входом время-импульсного преобразователя, а прямой и инверсный выходы третьего триггера через второй переключатель соединены с входом узкополосного фильтра. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов, время-импульсный преобразователь 3, триггеры 4-6, узкополосный фильтр 7, демодуляторы 8,9, переключатели 10,11 (на чертеже не показаны цепи гашения триггеров при подготовке устройства к работе). Устройство работает следующим образом. Генератор 1 вырабатывает последовательность импульсов - и., с периодом Т/4, которая поступает на вход двухканального распределителя 2 импульсов, на выходах которого формируется две последовательности импульсов, сдвинутых во времени и следующих с периодом повторения Т/2. Время-импульсный преобразователь 3 осуществляет задержку импульсов одной из этих последовательностей на время i-y пропорциональное аргументу функций.

Выбор последовательнорти осуществляется с помощью переключателя 10. Триггеры 4-6 формируют на своих выходах сигналы типа меандр с периодом Т. Из сигнала 5 выделяется с помощью узкополосного фильтра 7 первая гармоника сигнала. Выбор сигнала, подаваемого на вход узкополосного фильтра 7, осуществляется с помощью переключателя 11. Положение переключателей 10,11 определяется номером квадранта в котором находится аргумент. Если номер квадранта задан в двоичном двухразрядном коде(00,...,11), то положения переключателя 11 опредёляется содержимым старшего разр51да, а переключателя 10 - младшего. В установившемся режиме сигнал с выход узкополосного фильтра 7 представляет собой синусоидальное напряжение с .периодом Т. Возможные фазовые запаздывания, вносимые фильтром 7, можно скомпенсировать время-импульсным преобразователем 3 или задержкой в цепях триггеров 4,6.

; Предложенное устройство обеспечивает более ВЫСОКУЮ точность определения заданных тригонометрических функций. Это обусловлено более точной временной (фазовой)привязкой синусоидального .напряжения к коммутирующим напряжениям, управляющих работой демодуляторов 8,9 так как задержка переднего и заднего фронтов сигнала типа меандр в канале формирования опорного синусоидального напряжения осуществляется одним и тем же времяимпульсным преобразователем 3. В прототипе задержка каждого из фронтов осуществляется разными время-импульсными преобразователями, поэтому одной из основных составляющих суммарной погрешности работы известного устройства является погрешность, обусловленная неидентичностью времяимпульсных преобразователей. Кроне того, наличие переключателей 10 и 11 позволяет уменьшить рабочий диапазон время-импульсного преобразования и тем самым сократить абсолютную погрешность преобразования при тех же метрологических характеристиках преобразователя.

Это и определяет технико-экономический эффект от использования изобретения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНУСНОКОСИНУСНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен с входом первого триггера, а второй выход - с входом второго триггера, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно первого и второго демодуляторов, выходы которых являются выходами устройства, время- импульсный преобразователь, информационный вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом третьего триггера, и узкополосный фильтр, выход которого соединен с информационными входами демодуляторов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения фазовых погрешностей преобразования, устройство содержит два переключателя, при этом первый и второй выходы распределителя импульсов через первый переключатель соединены с синхронизирующим входом время-импульсного преобразователя, а прямой и инверсный выходы третьего триггера через второй переключатель средине-Л ны с входом узкополосного фильтра.