Дробно-рациональный преобразователь код-фаза Советский патент 1991 года по МПК G06G7/26 

Os 00

CJ

Z

(л)

Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в комбинированных вычислительных устройствах и системах управления.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя код-фаза.

Преобразователь содержит сумматоры 1-3, умножающие цифроаналоговые преобразователи 4 и 5, инверторы 6-8, первую 9 и вторую 10 шины задания квадратурного гармонического опорного напряжения и цифровой информационный вход 11.

Символами К| обозначены коэффициенты передач сумматоров по соответствующим входам.

Аппроксимация заданных функций данным устройством производится на основе взвешенного суммирования двух синусоидальных напряжений, сдвинутых относительно друг друга на величину я/2.

На первый опорный вход подается сигнал

Uoi SlnO)t.(1)

На второй опорный вход подается сигнал

U02 UMaKcCOSO)t.(2)

В принципиальной схеме устройства применяется однофазное кодирование, при котором двоичный код подается на цифровые входы обоих умножающих цифроанало- говых преобразователей 4 и 5. Величина выходного сигнала преобразователя описывается уравнением

UBbtx KlUMaKcCOSft t+ K2UMaKcSlnO)t UMaKcSln(ftH+ $,(3)

где Ki и Кг - весовые функции - коэффициенты равные

Ki sin N2; Ка cos -n N2; N2,

где N2 - входной код, подаваемый на шину цифрового входа.

Весовые коэффициенты Ki и К2 в преобразователе аппроксимируются функциями в виде рациональных дробей второго порядка:

31

Fi(N2)

aoi +aii N2-312 N22 . 55

bi N2 + b2 N2

ТС

COS т N2 F2 (N2 )

302 321 N2 Э22 N2 1 -D1 N2 + D2N22

(8)

где aoi, аи, 312, ао2, 321, 322, bi и 02 - коэффициенты аппроксимирующих функций.

При наилучшем чебышевском приближении функций (7) и (8) к зависимости (4) и (5) получают следующие значения коэффи- циентов:

ао1 0,0015; aii 0,9778; arc-0,2171; ,0015; 321 0,2954; 322 0,2171; bi 0,2625; ,1672. Рэссмотрим работу устройства отдель- но сначала только при подаче сигнала (1) на первый вход опорного напряжения. Рассмотрим систему уравнений, характеризующих значения потенциалов .Ui, U2, Uzi на выходах элементов функциональной схемы: U2 Uzi Кзз N2 + Uoi Ki2 N2;

Ui -Uz1 K21 N2 + U2 K22 N2 - Uoi K23 N2;

-Ki2 + Uoi Ki3,(9)

где KIJ - коэффициент передачи j-ro входа l-ro элемента функциональной схемы устройства.

Решая систему уравнений (9) относительно Uzi, получают результирующее напряжение на выходе устройства при подаче сигнала (1) на первую шину опорного напряжения:

35

40

45

50

55

Uz1 Uoi К13 K12 K N2 - K12 K22 «31 N2 1 - K12 K21 N2 + K12 K22 K33 N2 2

(Ю)

При рассмотрении сигнала (2), подаваемого на вторую шину опорного напряжения, имеют систему уравнений, характеризующих значения потенциалов

Uz - Uz2 КЗЗ N2 + U02 К32 N2;

U1 -Uz2 21 N2 +U2 К22 N2 + U12 К24 N2:

Uz2 U02KH-Ul K12.

(11)

Решая систему уравнений (11) относительно Uz2, получают результирующее напряжение на выходе устройства при подаче сигнала (2) на вторую шину опорного напряжения:

Uz2it 11 - к 14 кггл - к TJ к. л клч

-иод

К11-К12 К24 -N2-K12 К22 КЗЗ N2

1 - К12 К21 N2 + К12 К22 КЗЗ N2

(12)

Из отношений (10) и (12) получают общую формулу работы преобразователя как суперпозицию этих результатов:

Uz Uzl+ Uz2.(13)

Для однозначного соответствия выходных значений моделируемым функциям необходимо условие

К12 .

Тогда значения параметров моделируемых функций выражаются через коэффициенты передач элементов функциональной схемы устройства следующим образом:

ао1 К1з; ац Кгз; ai2 K2i;

ао2 Кц; a2i K24; 822 Кз2; bi K2i; b2 Кзз.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

Дробно-рациональный преобразователь код-фаза, содержащий первый, второй и третий сумматоры, первый и второй умножающие цифроаналоговые преобразователи, первый, второй и третий инверторы, первую и вторую шины задания квадратурного гармонического опорного напряжения, первый вход первого сумматора через первый инвертор подключен к второй шине задания квадратурного гармонического опорного напряжения, второй вход подключен к выходу первого умножающего цифроана- логового преобразователя, а выход через второй инвертор соединен с первым входом второ

го сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго умножающего циф- роаналогового преобразователя, первый и второй входы третьего сумматора соединены соответственно с первой и второй шинами задания квадратурного гармонического опорного напряжения, а выход через второй умножающий цифроаналоговый преобразователь - с вторым входом второго сумматора, цифровые информационные входы первого и второго умножающих цифроана- логовых преобразователей объединены и подключены к цифровому информационному входу преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, первая шина задания квадратурного гармонического опорного напряжения через инвертор подключена к третьим входам первого и второго сумматоров, выход первого сумматора является выходом преобразователя и соединен с третьим входом третьего сумматора, четвертый вход второго сумматора подключен к второй шине задания квадратурного гармонического опорного напряжения, а выход второго сумматора соединен с аналоговым входом первого умножающего цифроаналогового преобразователя.

Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности аппроксимации заданных функций. Преобразователь код-фаза содержит сумматоры 1-3, два умножающих цифроаналоговых преобразователя 4,5, три инвертора 6-8, две шины 9,10 задания квадратурного гармонического опорного напряжения и информационный цифровой вход 9. Функциональная схема устройства позволяет моделировать заданные функции через рациональные дроби с пятью свободными коэффициентами каждая. 1 ил.