Устройство для выполнения обратных тригонометрических преобразований Советский патент 1986 года по МПК G06G7/22 

Изобретение относится к аналогово вычислительной технике и может быть использовано .для определения углов по заданным значениям синуса и косинуса.

Цель изобретения - повьшение точ ности.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 схема источника опорных колебаний; на фиг, 3 - схема блока коммутации.

Устройство содержит (фиг, 1) датчик 1 синуса и датчик 2 косинуса, копаратор 3, двухпороговый компаратор компаратор 5, источник б опорных ко- лебани 1, блок 7 коммутации и счетчик 8. Позицией.9 обозначена шина нулевого потенциа.па, которьм задается нижний порог двухпорогового компаратора 4.

Источник б опор. колебаний содержит генератор 10, формирователь 1 прямоугольных импульсов, фазовый дисриминатор 12, фильтр 13 штаних частот, управ.зЕяемый генератор 14 и де- литель 15 частоты,

Б. ток коь мутадн -1 содержит элемент И1М 16, ;л1очи 17--20 и элемент НЕ 21.

З стройство работает следующгаи об- разом.:

Напряжения синуса U. и косинуса и измеряемого угла л поступают е выходов датчиков 1 и 2 на входы компараторов 4 и 5, .

Компараторы 4 и 5 осуществляют поступаюицгх напряж.ений со значениями гармонического напряженУ1я sinwt, поступающего с выхода генератора 10 источника 6 опорньк колеба- ПИЙ. Сигнал логической единицы на выходе двухпорогового компаратора 4 возникает, когда О U, sin.tffesinut. Сигн:ал. логической единицы на выходе комнаратора 5 возникает, когда 11„ siuot.

За период Т синусоидального напряжения компаратор 4 вырабатывает два управляющш импульса длителтьнос- тью «СТ калодьм, а комнаратор 5 один управляющий и {пульс длитель-лТностью .

с выхода управляемого генерато- ра 14 поступают импульсы, частота следования которых в и раз вьппе частоты генератора 10. Это достигается

за счет того, что контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) - блоки 12-15 содержит делитель 15 частоты с коэф111ициентом деления N. В установившемся режиме кольцо ФАПЧ следит за частотой импульсов с выхода формирователя 11. Компаратор 3 вьфа- батывает напряжение логической единицы, когда , .Блок коммутации формирует для последующего счета пачки импульсов с частотой заполнения N

Т

При этом, когда

и,

и

1

т.е.

угол

расположен в первом октанте, длительности пачек импульсов формируются управляющими импульсами с компаратора 4, а когда угол расположен во втором октанте, то пачки импульсов формируются с помощью компаратора 5 (от датчика синуса 2). Пачки имнульсов с выхода блока 7 коммутации ноступа- ют на счетный вход счетчика 8. В обоих случаях за время Т между двумя импульсами, обнуляющими счетчик 8, он подсчитывает количество импульсов, пропорциональное углу.

Частота генератора 10 должна быть выбрана с учетом скорости изменения сигналов с датчиков 1 и 2 синуса и косинуса угла, чтобы устройство успевало отслелшвать эти изменения.

Формула изобретения

1. Устройство.для вынолнения обратных тригонометрических преобразований, содержащее нервьм компаратор, первьй и второй входы которого соединены соответственно с выходами датчиков синуса и косинуса угла, и блок коммутации, вход переключения октанта которого соединен с выходом первого компаратора, отличаю ще е- с я тем, что, с целью повьшения точности, оно содержит второй компаратор, двухпороговьй компаратор, счет - чик и источник опорных колебаний, содержащий генератор синусоидального напряжения5 формирователь прямоугольных импульсов, фазовьдЧ детектор, фильтр нижних частот, управляемьй генератор импульсов и делитель частоты, при этом выход генератора синусоидального нал1ряжения .соединен с пер- BbiMit входами второго и двухпорогового компараторов и через формирователь прямоугольных импульсов соединен с обнуляющим входом счетчика и

3

с первым входом фазового детектора, выход которого через поеледовательн соединенные фильтр нижних частот и управляемый генератор импульсов соединен с информационным входом блока коммутации, выход управляемого гнератора импульсЬв соединен через делитель частоты с вторым входом фазового детектора, выход блока коммутации - с информационным входом счетчика, выход датчика синуса - с вторым входом двухпорогового компаратора, а датчика косинуса - с вторым входом второго компаратора, третий вход двухпорогового компаратора - с шиной нулевого потенциала, а его выход - с первым управляющим входом блока коммутации, выход второго компаратора - с вторым управляющим входом блока коммутации.

560514

2. Устройство по п. 1, о т л и- чгющеес я тем, что блок коммутации содержит четыре ключа, элементы НЕ и ИЛИ, при этом информацион- 5 ный вход блока соединен через по- следовательно соединенные первый и второй ключи с первым входом элемента ИЛИ и через последовательно соединенные третий и четвертый ключи - с вторым входом элемента ИЛИ, выход ко- торого является выходом блока, управляющий вход первого ключа является первым управляющим входом блока, управляющий вход второго ключа соеди- 5 нен через элемент НЕ с управляющим входом четвер ого ключа и является входом переключения октанта блока,а управляющий вход третьего ключа является вторым,управляющим входом блока.

10

0

Изобретение предназначено для определения угла по синусной или косинусной функции. Устройство содержит датчики 1, 2 синуса и косинуса, компараторы 3, 4, 5, источник 6 опррных колебаний, блок коммутации 7, счетчик 8. Источник 6 содержит генератор 10 синусоидального напряжения, формирователь 1I прямоугольных импульсов, фазовый детектор 12, фильтр 13 нижних частот, управляемый генератор 14, делитель частоты 15. Блок коммутации 7 содержит элемент ИПИ 16, ключи 17-20, элемент НЕ 21. Величина угла в устройстве определяется счетом пачек импульсов, поступающих на счетчик 8 за одцн период гармонического колебания опорной частоты, общая длительность пачек определяется компараторами 4 или 5, в которых производится сравнение сигналов датчиков 1,2с опорным гармоническим колебанием. Дня повышения точности в первом октанте используются датчик 1 синуса и компаратор 4, а во втором - датчик 2 косинуса и компаратор 5. I з.п.ф-лы, 3 ил. с (Л кэ СП О5

фиг. 1

фиг. 2

От 5

фиг.З