Преобразователь координат Советский патент 1987 года по МПК G06G7/22 

Изобретение относится к вычисли- тельной технике.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На чертеже изображена схема преобразователя координат.

Преобразователь содержит первый - четверт ый сумматоры 1-4, суммирующие усилители 5 и 6, первый 7 и второй 8 умножающие цйфроаналоговые преобразователи (ЦДЛ), блок 9 памяти, пятый 10, девятый 11, шестой 12, десятый 13, седьмой 14, первый дополнительный 15, восьмой 16, второй до- полнительньй 17, третий дополнительный 18,, четвертый дополнительный 19, пятый дополнительный 20, шестой дополнительный 21, третий 22, четвертый 23, второй 24 и первый 25 переключатели, ключи 26-29, первый-вось- мой масштабирующие резисторы первой и второй групп 30-45, операционные усилители 46 и 47, шика 48 задания кода угла поворота, шины 49 и 50 заДания первой и второй прямоугольной координаты соответственно.

Преобразователь работает следующим образом.

Входные сигналы X, bv- соответствующие абсциссе и ординате исходного вектора, поступают на переключатели 10-17. Каждьй переключатель под воздействием управляющего сигнала с уровнем логического О соединяет выход с первым аналоговым входом (верх ,ним), а при воздействии управляющего сигнала с уровнем логической 1 - с вторым аналоговым входом. На выходах первого 5 и второго 6 суммирующих .ус лителей образуются промежуточные сигналы X и Y, соответствующие координатам вектора в системе координат, по

вернутой на угол, равный п 45 + 180

где п О, 1,2,..., 7. Ключи 26-29

с первого по четвертый, управляемые

сигналом с выхода блока 9 памяти,

вместе с резисторами 42-45 предназна

чены для устранения искажения модуля

вектора при повороте осей на углы

(2п + 1)-22,5° + 180°. Промежуточные

сигналы X и Y равны

(сХ,, - еХ + bY,

2

dY ,, ) X

X (1 + а

);

(1)

( - ЪХ,. + cY

Ьх

- eY

Vn

) X

(1 а ),

где

- коэффициенты, принимающие значения О или l, соответствующие двоичным сигналам на выходах блока 9 памяти.

Информация, содержащаяся в блоке 9 памяти, представлена таблицей.

Для получения зависимостей (1) необходимо выбрать резисторы 30-41 равными R, а резисторы 42-45 равными R/(T- 1).

Поворот осей в пределах -22,5 - 22,5° выполняется первыми 7 и .вторым 8 умножающими ЦДЛ, сумматорами 1-4, переключателями 18-25.

Напряжение на аналоговом входе умножающего ЦАП 7 равно

и.

± (X

ibtf

- X) -1-. (2)

причем знак определяется переключателями 18 и 19.

Напряжение на аналоговом входе второго умножающего ЦДЛ 8 равно

0

5

и, 1 (Y - Y,

)-Ь

(3)

5

Ььи

знак определяется состоянием переключателей 20 и 21.

Выходные токи умножающих ЦАП пропорциональны прямому (на первом выходе) и дополнительному (1 - К) коду (на втором выходе)., поступающему с младших разрядов шины 48, К О - 1.

Выходные сигналы преобразователя имеют вид

Х - -1- (Y (4)

2 bbix

Yibiic ) ,

-X)fltK, Л 0,397(5)

После преобразования можно получить

X

г

WV

. -X cos -|- К - Y sin -г- К;

8

8

вых

А.

X sin - К - Y cos - К, оо

что соответствует повороту осей на

угол --- К + о

180

Для получения однонаправленного вращения осей координат при линейном нарастании кода угла используются -переключатели 22-25, действие которых эквивалентно инвертированию цифрового кода. Устройство способно поворачивать оси координат на угол больше, чем 360°, при этом старшие разряды кода угла не учитываются. Дл выполнения поворота осей на отрицательный угол необходимо подать на шину 48 значение угла в дополнительном коде.

Формула изобретения

Преобразователь координат, содержащий четыре сумматора, два суммирующих усилителя, блок памяти, группа входов которого соединена с двумя старшими разрядами шины задания кода угла поворота, два умножающих циф роаналоговых преобразователя, кодовые входы которых соединены с группои младших .разрядов шины задания ко- зо тель с шиной нулевого потенциала и

да угла поворота и десять переключателей, при этом выход первого сумматора соединен с аналоговым входом первого, а выход второго сумматора - с аналоговым входом второго умножаю- щего цифроаналогового преобразователя, прямой и первого суммирующего усилителя, первым инвертирующим и . первым неинвертирующим входами второго суммирующего усилителя соответст- венно, шина задания второй прямоугольной координаты соединена с первыми информационными входами девятого.

через второй переключатель - с первым входом третьего сумматора, прямой и дополнительный выходы первого умножающего цифроаналогового преобразователя соединены через третий переключатель с шиной нулевого потенциала и через четвертый переключатель - с первым входом четвертого сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, преобразователь содержит шесть дополнительных переключателей, а каждый суммирующий усилитель содержит один операционный усилитель, два

десятого, первого и второг§ дополнительных переключателей, вторые инфор- g ключа и восемь масштабирующих резис- мационные входы которых соединены с торов, при этом в каждом суммирующем шиной нулевого потенциала, а выходы соответственно с вторым инвертирующим и вторым неинвертирующим входами первого суммирующего усилителя, вторым инвертирующим и вторым неинвертирую усилителе между первым и вторым инвертирующими входами и инвертирующим входом операционного усилителя вклю- gg чены первый и второй масштабирующие резисторы, между первым и вторым неинвертирующими входами и неинвертирующим входом операционного усилителя включены третий и четвертый масштабищим входами второго суммирующего усилителя, инвертирующий вход первого сумматора через третий дополнительньй переключатель соединен с выхода- gg рующие резисторы, между выходом и ними третьего сумматора и первого суммирующего усилителя, неинвертирующий вход первого сумматора через четвер- тьй дополнительньм переключатель с.овертирующим входом операционного усилителя включен пятый, а между неинвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала единен с выходами первого суммирующего усилителя и третьего сумматора, инвертирующий вход второго сумматора через пятый дополнительный переключатель соединен с выходами четвертого сумматора и второго суммирующего усилителя, неинвертирующий вход второго сумматора через шестой дополнительный переключатель соединен с выходами второго суммирующего усилителя и четвертого сумматора,, выход первого суммирующего усилителя соединен с вторым входом третьего сумматора, вы- ход второго суммирующего усилителя - с вторым входом четвертого сумматора, третий и четвертый старшие разряды шины задания кода угла поворота соединены с соответствующими входами группы входов блока памяти, причем четвертый разряд соединен с управляющими входами первого, второго, третьего, четвертого переключателей, третьего дополнительного, четвертого, пятого и шестого дополнительных переключателей, первый выход блока памяти соединен с управляющими входами пятого дополнительный выходы которого соединены через первый переключа

через второй переключатель - с первым входом третьего сумматора, прямой и дополнительный выходы первого умножающего цифроаналогового преобразователя соединены через третий переключатель с шиной нулевого потенциала и через четвертый переключатель - с первым входом четвертого сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, преобразователь содержит шесть дополнительных переключателей, а каждый суммирующий усилитель содержит один операционный усилитель, два

ключа и восемь масштабирующих резис- торов, при этом в каждом суммирующем

ключа и восемь масштабирующих резис- торов, при этом в каждом суммирующем

усилителе между первым и вторым инвертирующими входами и инвертирующим входом операционного усилителя вклю- чены первый и второй масштабирующие резисторы, между первым и вторым неинвертирующими входами и неинвертирущим входом операционного усилителя включены третий и четвертый масштабивертирующим входом операционного усилителя включен пятый, а между неинвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала 5 . 13288276

шестой масштабирующий резистор, седь-первым неинвертирующим входами и пер- мой масштабирующий резистор и соеди-вого дополнительного переключателей, ненный с ним последовательно пер-второй выход .- с управляющими входа- выи ключ включены параллельно пято-ми восьмого и девятого переключате- му, а восьмой масштабирующий резистор 5лей, третий выход - с управляющими и соединенный с ним последовательновходами шестого и второго дополни- второй ключ включены параллельно ше-тельного переключателей, четвертый стому масштабирующему резистору, щи-выход блока памяти - с управляющими на задания первой прямоугольной коор-входами седьмого и десятого переклю- динаты соединена с первыми информа- fOчателей, пятьш выход блока памяти со- циоными входами пятого, шестого,седь-единен с управляющими входами клю- мого и восьмого переключателей,. , суммирующих усилителей, при этом рые информационные входы которых со-выходы третьего и четвертого сумма- единены с шиной нулевого потенциала,торов являются выходами преобразова- а выходы - с, первым инвертирующим и f5теля.

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения .повьшение точности. Преобразователь содержит четыре сумматора, два суммирующих усилителя, два умножающих цифроаналоговых преобразователя,блок памяти, шестнадцать переключателей. Суммирующие усилители содержат по операционному усилителю, по восемь масштабирующих резисторов и по два ключа. Код угла поворота и прямоугольные координаты поступают на соответствующие шины. Четыре старших разряда кода используются для поворота вектора на угол, кратный половине октанта, младшие разряды - для вращения в пределах от -22,5 до +22,5 . При этом, тригонометрические соотношения, описывающие поворот координат на плоскости, аппроксимируются дробно-рациональными функциями. Погрешность аппроксимации не превьшает 0,07 по углу. 1 ил., 1 табл. (Л со 1чЭ 00 QO