Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислительных устройств, реализующих тригонометрические преобразования.

Известен функциональный преобразователь содержащий реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, нелинейный элемент и схему управления Выходным сигналом преобразователя яв Q ляется напряжение на выходе нелинейного эпемевгга, в то время как остальные узлы выполняют задачу формирования на входе нелинейного элемещ-а напряжения угольной формы, конечная фаза которЬго 5 (Соответствует аргументу.

Недостаток | данного устройства - низкая точность, определяемая разрядностью реверсивного счетчика и цифроаналоговога преобразователя и погрешностью вольт- и амперной характеристики нелинейного эпе. . мента.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является функциональ

ный преобразователь, содержащий генератор опорного напряжения и фазовый детектор, первый вход которого соединен с первым выходом делителя частоты Г2.

Недостаток этого устройства - большая погрешность преобразования при относительной конструктивной сложности устройства. Эта погрешность слагается из погрешности генератора импульсов переменной длительности, преобразующего значение аргумента в ширину имгщгьсов, погрешности фазочастотной характеристики избирательной схемы и погрешности фазового детектора.

Цель изобретения - повышение точности работы функшюнального преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь содержит генератор импульсов, измеритель напряжения, блок выделения импульсов и переключатель, входы которого соединены соответствен но с первым и вторым выходами генератора опорного напряжения, а выход под3.7 ключей ко второму входу фазового детектора, выход которого iepes генератор им пульсов соединен со входом делителя час тоты и первым входом блока выделе1Ш1я импульсов, второй вход которого являетс входом преобразователя, а третий вход соединен со вторым выходом делителя частоты, выход измерителя напряжения является выходом преобразователя, а его входы соединены соответственно с выходом генератора опорного напряжения и выходом блока выделения импульсов. Такое пострбение функционального пре образователя обеспечивает повышение точности его работы за счет того, что Исключается зависимость результата преобразования от частоты синусоидального сигнала и параметров других узлов преобразователя.; Повышение точности предпагаемого устройства обусловлено также отсутствием дополнительного преобргюова 1ШЯ. Указанные преимущества возможны благодаря тому, что в данном ycTpoiicTBe используется не только форма (мгновенные значения) синусоидального сигнала, но и его периодичность для компенсации фазового (частотного) рассогласования и существенного сниже шя погрешности измерения мгновенного значения. На чертеже приведена блок-схема уст ройства. Фушщиональный преобразователь содерж1гт генератор 1 опорного напряже шя (синусоидалыюй формы), измеритель 2 напря;кеш1Я,, используемый в устройстве как измеритель мгновенных значений напряжения, переключатель 3 (режима ра боты), фазовый детектор 4, делитель 5 частоты, генератор 6 импульсов, структура которого предусматривает возможность его подстройки, блок 7 выделения импульсов. Преобразователь работает следукяцим образом. Выходной синусоидальный сигнал гене ратора 1 опорного напряжения частотой и амплитудой А поступает на измеритель 2 напряжения. На вход фазового детектора 4 с двух других выходов генератора 1 при этом поступают прямоугольные сигналы, передний фронт кэторых соответствует нулевой фазе син;у- соидального колеба шя в случае синуспреобразования, либо фазе 90 в случае косинус-преобразования, что определяется положением переключателя 3 (ре:жима работы). В установившемся режиме частота F следования прямоугольных импульсов генератора 6 импульсов равна 4 где N - емкость делителя 5 частоты, за счет действия астатической системы фазовой автоподстройки частоты, включающей в себя генератор 6, делитель 5 частоты и фазовый детектор 4, причем фазы колебаний на входах фазового детектора 4 совпадают. При этом на выходе блока 7 выделения импульсов, конструктивно выполненного, например, в виде блока сравнения кодов, либо делителя частоты с переменным коэффициентом деления, формируются импульсы, которые в соответствии с кодом аргумента K() задержаны относительно переднего фронта импульсов на входах фазового детектора 4 на время ДЬk./F . Мгновенное значение синусоидального напряжения, соответствувдцее данной задержке импульсов на выходе блока 7 выделения импульсов, равно при этом и гД51п(К/М) для синусного преобразования либо А cos (к /N) для косинусного преобразования. Это напряжение регистрируется измерителем 2 напряжения и поступает на выход преобразователя. Конструктивно измеритель 2 напряжения содержит стробируемый дискриминатор, реверсивный счетчик и ЦАП, включенные в цепи обратной связи, что обеспечивает измерение с высокой точностью мгновенного значения напряжения как в аналоговом виде (на выходе ЦАП), так ив цифровом виде (на выходах реверсивного счетчика). Из приведенных формул также видно, что результат преобразования определяется только амплитудой синусоидального сигнала, стабильность которой достаточно легко обеспечить отношением K/N. Предложенный преобразователь допускает различные форматы кода аргумента определяющие только выполнение блока 7 выде-ления импульсов. Погрешность предлагаемого устройства определяется в основном следующими составляющими: нелинейностью синусоидального напряжения, погрешностью измерения мгновенного значения. Нелинейность синусоидального напряжения постоянной частоты может быть менее 0,1%, погрешность преобразования входного кода з фазу не превышает погреигкости генератора импульсов переменной ллительнгюти, а погрешность измерения мгновенного значе1шя в naimoM частотном диапазоне ( 10 Гц) также не пренышает долей процента, что существенJHO меньше погрешностей, вносимых изби|рательной схемой и фазовым детектором в известном устройстве.

Формула изобретения

с1ункционапьньтй преобразователь, содержащий генератор опорного напряжения и фазовый детектор, первый вход которого соединен с первым выходом делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит генератор импульсов, измеритель напряжения, блок выделения импульсов и . переключатель, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора опорного напряжения, а выход подключен ко вторюму входу фазового детектора, выход которого через генератор импульсов соединен со входом делителя частоты и первым входом блока выделения импульсов, второй вход которого является; входом преобразователя, а третий вход -соединен со вторым выходом делителя частоты, выход измерителя напряжения является выходом преобразователя, а его входы соединены соответствегшо с выходом генератора опорного напряжения и выходом блока выделения импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР Ко 283693, кл/(3 06 Q 7/26, 1969.

р