Преобразователь угол-код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/48 

3, 4, ключей 5, 6, 7 и элементов ИСКЛЙЧАЩЕЕ ИЛИ 8, 9, функциональный аналого-цифровой перемножитель 10, преобразователь 11 кода угла в код тангенса, цифроаналоговые перемножители 12-14, демодулятор 20, масштабирующие резисторы 15, 16, операционные усилители 17-19, преобразователь 21 напряжение - частота, компаратор 2.. реверсивный счетчик 23, управляемый инвертор 24 кода,Устройство реализует алгоритм формирования сигнала рассогласования вида tg i,(cos0 +i -sin0) + -t- Чгсоз 0 - sin e 0. Существенными

1

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано для ввода угловой инфор мации в вычислительную машину.

Цель изобретения - упрощение пре- образователя и повьш1ение его надежности за счет снижения числа функциональных цифроана юговых перемножителей.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь угол - код содержит синусно-косинусный датчик 1, селектор 2 октантов, инверторы 3 и 4, ключи 5-7, элементы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 8 и 9, функциональный цифроаналоговы перемножитель 10, преобразователь 11 кода угла в код тангенса угла, цифроаналоговые перемножители (ЦАП) 12-14, масштабирующие резисторы 15 и 16, операционные усилители 17-19, демодулятор 20, преобразователь 21 напряжение - частота, компаратор 22, реверсивный счетчик 23, управляемый инвертор 24.

Сущность изобретения заключается в выборе структуры преобразователя, реализующей алгоритм формирования сигнала рассогласования

tgi; (cos9 + U sin6)+ U . cos е- sine 0,(1)

где в + ,( 2)

((, соответствующийстаршим

разрядам реверсивногосчетчика 23;

отличиями предложенного устройства от существующих преобразователей с разделением цифрового эквивалента угла на две части является то, что в данном случае аналоговый сигнал умножается на тангенс угла, определяемого старшими по весу разрядами, а не младшими, как это имело место, например, в структуре, реализующей формулу sin(0 - I/,) - cos(e - (/,) tg J 0. К существенным отличиям относится также наличие только одного функционального цифроаналогового перемножения, 1 3.п, ф-лы, 1 ил,

0

5

j

5

V, угол, соответствующий младшим разрядам реверсивного счетчика 23.

Если предположить, что

,, t/j sini/ ; cos (/J 9г 1, (3)

то выражение (1) примет вид:

tg if (cos В cos i/j + sin e sin Vj) +

+ cos 9 sin ( - sin 0 cos i/,

.°

т.е. при выполнении условий (2) и (3) равенство (1) превращается в тождество.

Преобразователь работает следующим образом.

С выходов датчика 1 сигналы sin 9 и cos 8 поступают на входы селектора 2 октантов. Управление селектором 2 октантов и инвертором 24 кода осуществляется тремя старшими разрядами реверсивного счетчика 23 таким образом, как будто с выходов селектора октантов снимаются синусные и косинусные функции только первого октанта. На выходе ЦАП 13 формируется напряжение, пропорциональное произведению i/ sin©, которое складывается с напряжением, пропорциональным cos & на выходе операционного усилителя 17, с выхода которого сумма cos б + t/ sin 0 поступа-; ет на аналоговый вход ЦАП 12, на цифровые входы которого поступает код тангенса угла ц, с . выходов пре3133624

браз-ователя 1 1 кода угла в код , тангенса. На выходе ЦЛП 14 формируется произведение , которое сумируется с напряжением, пропорциональным -sinS на выходе операционного усилителя 18. Сигналы с выхода ЦАП 12 и с выхода операционного усилителя 18 суммируются с помощью операционного усилителя 19. Напряжение, Q пропорциональное выражению

tg i/ cos9+ Lf, sin8)+ч. cos е - sin 9

с выхода операционного усилителя 19, g преобразуется блоками 20, 21 и 23 в последовательность счетных импульсов, управляющих кодом на выходе реверсивного счетчика 23 до сведения сигнала рассогласования к нулю.JQ

Рез сторы 15 и 16 устанавливают .. масштаб аналоговых сигналов рассогласования, корректируемых изменение угла (J в соответствии с ц I LC, .

Селектор 2 октантов представляет 25 собой устройство, формирующее из sin б - . cos 9 в диапазоне угла О 360° значения этих функций в первом октанте. Это необходимо ввиду того, что функция тангенса в удобной для Q вычислений форме определена в первом октанте. Селектор 2 октантов состоит из инверторов 3 и 4, ключей 5 и 6 перемены знака, ключа 7 перемены функции, элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и 9. Для этих же целей служит управляемый инвертор 24.

Управляемый инвертор 24 кода угла может быть реализован в виде блока двухвходовых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ каждый первый вход которых является разрядным, а вторые входы объединены и образуют вход управления инверсией блока.

Демодулятор 20, преобразователь 21 напряжение - частота и компаратор 22 вырабатывают последовательность счетных импульсов, частота которых пропорциональна величине сигнала рассогласования, а направление счета определяется фазой сигнала рассогласования по отношению к опорному. Демодулятор 20 может быть выполнен в виде аналогового умножителя сигнала рассогласования и опорного сигнала, выход умножителя подключен к входу фиьтра низких частот,на выходе которого формируется постоянный сигнал.Умножающие ЦАП 12-14 представляют собой

35

4

,

5 Q

5

2

линейные двухвходовые перемножителиi выходной сигнал которых пропорционален произведению двухполярного анало-, гового сигнала на однополярный входной код и могут быть реализованы на микросхеме типа 572 ПА2.

Функциональный цифроаналоговый перемножитель 10 представляет, собой устройство с аналоговым и цифровым входами, на выходе которого формируется сигнал, соответствующий произведению сигнала на аналоговом входе на тангенс кода угла, поступающего на цифровые входы. Может быть реализован на линейном ЦАП и ПЗУ, переводящем код угла в код тангенса, например на микросхеме 556 РТ5.

Методическая погрешность преобра- .зования, связанная с заменой i «

определяется

i . ,

1 COS l/ j при

ИЗ пропорции

2 ч м дне 2 о пт

где п - число разрядов д, ; m - число разрядов i/,j . При п 8 и m 4 методическая погрешность не превышает двух десятых от величины кванта младшего разряда.

Формула изобретения

1. Преобразователь угол - код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, первый и второй цифроаналоговые перемножителиу информационные входы которых объединены, а выходы через масштабирующие резисторы подключены к первым входам первого и второго операционных усилителей соответственно, выход первого операционного усилителя соединен с управляющим входом функционального цифроаналогового перемножителя, выход которого подключен к первому входу третьего операционного усилителя, выход которого соединен с первым входом демодулятора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения и с входом синус- но-косинусного датчика угла, выход демодулятора через компаратор подключен к первому входу реверсивного счетчика, а через преобразователь напряжение - частота - к второму входу реверсивного счетчика, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности преобразователя, в него введены селектор октантов и управляемый инвертор кода, первая группа выходов которого соединена с информационными входами первого и второго цифроаналоговых перемножителей, а вторая группа выходов соединена с информационными входами функционального цифроаналогового перемножителя, выходы трех старших разрядов реверсивного счетчика подключены к первому, второму и третьему цифровым входам селектора октантов, выход третьего старшего разряда реверсивного счетчика подключен к управляющему входу управляемого инвертора кода, первая и вторая группы входов которого соединены с первой и второй группами выходов реверсивного счетчика соответственно, первый и второй выходы синусно-косинусного датчика угла соединены с первым и вторым входами селектора октантов соответственно, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго цифроаналоговых пе емножи- телей и вторым входам второго и первого операционных усилителей соответственно, выход второго операционного усилителя соединен с вторым входом третьего операционного усилителя.

2, Преобразователь по п.1, о т ли- чающийся тем, что селектор

ор Е. Папп 4055/56

Составитель М. Сидорова Техред И.Попович

Ко По

Тираж 901 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10

15

62426

октантов содержит первый и второй ин- верторы, первый, второй и третий ключи и два элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, вход первого инвертора, являющийся первым входом селектора октантов,соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора, вход второго инвертора, являющийся вторым входом селектора октантов, соединен с первым .входом второго ключа, второй вход которого соединен с выходом второго инвертора, управляющий вход первого ключа, являющийся первым цифровым входом селектора октантов, соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого, являющийся вторым цифровым входом селектора октантов, соединен с пер- Bbw входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого является третьим цифровым входом селектора октантов, выходы первого и второго 25 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с управляющими входами второго и третьего ключей соответственно, выходы первого и второго ключей подключены к первому и второму входам третьего ключа, первый и второй выходы которого являются первым и вторым выходами селектора октантов соответственно.

20

30

Корректоре. Шекмар Подписное

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода угловой информации в вычислительную машину. Цель изобретения - упрощение преобразователя и повышение его надежности за счет выбора рационального алгоритма функционирования, требующего для своей реализации меньшего количества сложных функциональных узлов. Преобразователь угол-код содержит синусно- косинусный датчик 1 угла, селектор 2 октантов, состоящий из инверторов 00 со 05 to tc