ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ЭКСТРАПОЛЯТОР Советский патент 1970 года по МПК G06G7/30 

Предлагаемое изобретение относится к вычислительной технике и может быть использоваио, например, в системах копироваиия по чертежу или ввода графика в ЭЦВМ.

Известен двухкоординатный линейный экстраполятор, содержащий геиератор импульсов, вентили, триггеры, реверсивный счетчик, делитель частоты, схему пересчета, линию задержки и схему «ИЛИ.

Предложенный экстраполятор отличается от известного тем, что в нем импульсные входы первого и второго вентилей соединены между собой и иодсоединены к выходу схемы пересчета; имиульсные входы третьего и четвертого вентилей также соединены между собой и подсоединены к разряду делителя частоты, выбранного так, чтобы максимальное соотнонление частот на его выходе и выходе схемы иересчета равиялось единице; управляющие входы первого и четвертого, а также второго и третьего вентилей соединены попарно и подсоединены к соответствующим выходам триггера переключения; выходы первого и третьего, а также второго и четвертого вентилей соединены попарно и иодсоединены к импульсным входам соответственно пятого и щестого, а также седьмого и восьмого вентилей, входы уирявления которых соединены с выходами соответственно первого и второго триггеров, а выходы служат выходами экстраполятора; выход генератора импульсов соединен с импульсными входа:ми вентиля коррекции и схемы запрета, входы управления которых служат входами коррекции экстраноляции устройства; выход вентиля коррекции соединен через линию задержки со счетным входом реверсивного счетчика и непосредственно - со входами вентиля нулей и вентиля единиц, другие входы которых подсоединены к соответствующим выходам триггера знака коррекции, а третьи входы подсоединены к соответствующим выхо-дам реверсивного счетчпка; выход вентиля нулей соединен со входами схемы «ИЛИ н девятого и десятого вентилей; выходы реверсивного счетчика, соединенные со входами вентиля единиц, подсоединены также ко входам системы вентилей, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя частоты, а выходы соединены между собой и подсоединены ко входу схемы нересчета; выход вентиля единиц соединен со вторым входом схемы «ИЛИ и со счетным входом триггера переключения; выход схемы «ИЛИ подсоединен к счетному входу трнггера знака коррекщш, выходы девятого и десятого вентилей подсоединены к счетным входам соответственно нервого и второго триггера, а их вторые входы - к соответствующим выходам триггера переключения; выходы установки триггера знака коррекции подсоедннены ко

входам установки знака .коррекции устройства; выходы триггера знака коррекции подсоединены дополнительно ко входам унравления слол ением и вычитанием реверсивного счетч|1ка, а выход схемы занрета соединен со входами делителя частоты, Это нозволяет иовысить быстродействие экстраиолягора и точность слежения за графиком.

Схема иредлагаемого экстраиолятора изображена на чертеже.

Генератор 1 импульсов иодключен через схему 2 запрета экстраполяции к делителю частоты 3, разряды которого через вентили 4, управляемые реверсивным счетчиком 5, и схему пересчета 6 подсоединены к импульсным входам вентилей 7 и S, а один из разрядов соединен с импульсными входами вентилей 9 и 10 непосредственно. Управляющие входы вентилей 7 и 10 и вентилей 5 и 5 соединены иопарно и подключены к триггеру // переключения. Выходы вентилей / и 9 и вентилей 8 и 10 подсоединены соответственно к вентилям 12 и 13 и вентилям 14 и 15 разделителя импульсов ио знаку, уиравляемым соответственно триггерами 16 и Г/. Выходы вентилей 12-15 являются координатными выходами экстраиолятора: «-У.

Экстраполятор снабжен схемой коррекции, состояпдей из реверсивного счетчика 5, который через линию задержки 18 и вентиль 19 коррекции подключен к генератору /; вентиля 20 единиц, регулирующего поступление сигнала коррекции на триггер 11 переключения и вентиля 21 нулей, управляющие входы которых подсоединены соответственно к единичным и пулевым выходам, а также к щинам «сложен.не и «вычитание реверсивного счетчика; вентиля 19 коррекции, подключенного к импульсным входам вентиля 20 и вентиля 21, триггера 22 знака коррекции, переключающего щипы «сложеппе и «вычитаиие ; схемы «ИЛИ 23, через которую триггер 22 подсоединен к выходам вентилей 20 к 21; вентилей 24 и 25, управляемых триггером 11 переключ,ения, через которые триггеры 17 и 16 подсоединены к выходу вентиля 21.

Экстраиолятор работает следующим образом.

При отсутствии сигнала коррекции экстраполяции вентиль коррекции 19 закрыт, а схема 2 запрета экстраиоляции открыта. Импульсы с генератора / поступают в делитель частоты 3. За один цикл работы последнего иа вентили 4 поступает с первого разряда 2 импульсов (где п - число разрядов делителя частоты), т. е. половина всех импульсов; со второго разряда - 2 импульсов, т. е. четверть всех импульсов, и т. д., а с последнего разряда - только один импульс.

Вентили 4 управляются реверсивным счетчиком 5. Поскольку открыты те из них, которые управляются триггерами счетчика, находящимися в состоянии «1, то общее количество импульсов, прощедщих за один цикл работы делителя частоты на схему пересчета 6, соответствует числу, хранящемуся в счетчике. Если число равно О, то через вентили 4 не пройдет ни одного импульса, при коде числа M...I - пройдут все импульсы. Выход схемы пересчета 6, которая служит для увеличеиия равномерности следования импульсов, является управляемым выходом (v) экстраполятора (выходом лере.менной частоты). Другим, неуправляемым выходом является выход (с) одного из разрядов делителя 3 частоты (выход постоялкой частоты). Импульсы с уира;вляемого и неуправляемого выходов поступают через соответст1венно вентили 7 и 8, 9 н 10.

Попарно соединенные выходы вентилей 7, .9 и 8, 10 образуют соответственно координатный выход У и координатный выход X экстра5полятора. Триггер )/ переключателя, исходное состояние которого оиределяется установочным потенциалом («Сбро.с), управляет вентилями 7, 10 и 8, 9.

Пусть угол а наклона генерируемой линии

0 меньще 45°. Тогда вентили 7 к 10 находятся в открытом состоянии, а вентили 8 и 9 - в закрытом. Обозначим число и.мпульсов на выходе вентиля 7 через У (v - сигнал, соответствующий числу в реверсивном счетчике 5, а чи5сло импульсов на выходе вентиля 10 -через X (с) - сигнал постоянной частоты, снимаемый с делителя частоты 3. Паклон генерируемой линии в этом случае определяется соотнощением

, Y.v

a arcfg (

Х(с

т. е. если число в реверснвно.м счетчике 5 равно О, то а 0, нри увеличении же чис5ла в регистре угол увеличивается.

Пусть 45° Z а ./ 90°. Тогда триггер // открывает вентили 8 и закрывает вентили 7 и 10. Обозначим число импульсов на выходе вентиля 8 через X (v - сигнал, соответствующий

0 числу в реверсивном счетчике 5, а число импульсов на выходе вентиля 9 через У (с) - сигнал постоянной частоты, снимаемый с делителя 3 частоты. Наклон генерируемой линии определяется в этом случае соотнощением

, }()

(2)

т. е. для увеличения угла наклона необходимо уменьщить число в счетчике 5, если число равно нулю, угол достигнет значения 90°.

Соотнощение (2) справедливо и для углов (второй квадра,нт), при этом для увеличения наклона необходимо не ,уменьщать, а увеличивать число счетчика 5. При триггер // переключает вентили 7, 10 н 8, 9.Е интервале углов 135° /а /225° (второй и третий квадранты) вновь справедливо соотнощение (1), однако при этом до значения необходи.мо для увеличения наклона генерируемой линии уменьщать число в счетчике 5, а после этого значения - увеличивать. Следующие переключения вентилей 7, 10 и 5, Р происходят при а 225° и а 315°.

pa необходимо, чтобы триггер У/ производил переключения вентилей 7, 10 и 8, 9 при « 45. 135, 225 и 315°, а направление (знак) из eнeния числа в счетчике 5 изменялось при тех же значениях угла и, кроме того, на координатных осях, т. е. при а 0, 90, 180 и 270°.

Переключение управляемого (v) и неуправляемого (с) выходов при переходе угла через значение 45° в каждом квадранте обусловливает следуюпдее требование: максимальное соотношение переменной и постоянной частот должно быть равно единице. Это обстоятельство является критерием выбора в делителе 3 разряда, образующего неуправляемый выход.

Сигналы с выхода вентилей 7, 9 и 8, 10 поступают на разделитель импульсов по знаку, состоящий из вентилей 12 и 13, управляемых триггеров 16, и вентилей 14 л 15, управляемых триггером 17. Исходное состояние триггеров 16 и 17 определяется установочным иотеициалом и соответствует исходному состоянию триггера //. Разделенные по знаку импульсы поступают с вентилей 12 и J3 на выходы +У и -У, а с вентилей 14 и 15- на выходы +Х и -X. Если теперь к выходам -f У, -У, +Х, и -X подключить двухкоординатный шаговый привод, то индикатор будет перемещаться по прямой, наклон которой определяется отношением частот на этих выходах, а направление (квадрант) - состоянием триггеров 16 и 17.

Резюмируя вышеизлол енное, можно сказать, что триггеры 16 и 17 определяют квадраит, а триггер 11 - половину этого квадранта, т. е. 45°-ный сектор, внутри которого угол наклона генерируемой линии определяется числом, хранящимся в счетчике 5.

Чтобы корректировать наклон генерируемой линии в соответствии с наклоном прослеживаемой линии, на вентиль 19 подают сигнал коррекции, который запирает схему 2 запрета экстраполяции, в результате чего прекращается поступление импульсов с генератора / в делитель частоты 3. Через открытый вентиль 19 и линию задержки 18 счетчик 5 оказывается подключенным к генератору 1. Число в счетчике начинает изменяться. Направление этого . изменения - увеличение или уменьшение - слфеделяется состоянием триггера 22 знака коррекции, выходы которого подключены к И1инам «сложение и «вычитание реверсивного счетчика.

Предмет и з,п б р е т е и и я

Двухкоордппатпый линейный экстраполятор, содержащий генератор импульсов, вентили, триггеры, реверсивпый счетчик, делитель частоты, схему пересчета, линию задержки и

схему «ПЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия экстраполятора и увеличения точности слежения за графиком, в нем и.мпульсные входы первого и второго вентилей соединены . собой и подсоединены к выходу схемы пересчета; импульсные входы третьего и четвертого вентилей также соединены между собой и подсоединены к разряду делителя частоты, выбранного так, чтобы максимальное соотношение частот на его выходе

0 и выходе схемы пересчета равнялось единице; управляющие входы первого и четвертого, а также второго и третьего вентилей соединены попарно и подсоединены к соответствующнм выходам триггера переключения; выходы первого и третьего, а также второго и четвертого вентилей соединены попарно и подсоединены к импульсным входам соответственно пятого и шестого, а также седьмого и восьмого вентилей, входы управления которых соединены с выходами соответственно первого и второго , триггеров, а выходы служат выходами экстраполятора; выход генератора импульсов соедпнен с импульсными входами вентиля коррекции и схемы запрета, входы управлення которых служат входами коррекции экстраиоляцин устройства; выход вентиля коррекции соединен через линию задержки со счетным входом реверсивного счетч.ика и непосредственно-со входами вентиля нулей и вентиля единиц, другие входы которых подсоединены к соответствующим выходам триггера знг1ка коррекции, а третьи входы подсоединены к соответствующим выxoдa. реверсивного счетчика; выход вентиля нулей соединен со входами схемы «ИЛИ и девятого и десятого вен5тилей; выходы реверсивного счетчика, соединенные со входами вентиля единиц, подсоединены также ко входам системы вентилей, вгорые входы которых соединены с соответствую0щими выходами делителя частоты, а выходы соединены между co6oi i и нодсоединеиы ко входу схемы пересчета; выход вентиля единиц соединен со вторым входом схемы «ИЛИ и ее счетным входом триггера переключения; выход схемы «ИЛИ подсоединен к счетному

45 входу триггера знака коррекции; выходы дев,1того и десятого вентилей подсоединены к счетным входам соответственно первого и второгс) триггеров, а их вторые входы - к соответствующнм выходам триггера переключения; вы0ходы установки триггера знака коррекции подсоединены ко входа установки знака коррекции устройства, выходы триггера знака коррекции подсоединены донолн|ггельно ко входа.м управле1П я сложением и вычитанием реверсивного счетчика, а выход схемы запрета соединен со входом делителя частоты. floupi uirУс/поме&а змй snc.TM/tiuisaMflOpflSHifuif CSpSt