Устройство для определения аргумента вектора Советский патент 1980 года по МПК G06G7/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРГУМЕНТА Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в счетногрешающих, моделирующих устройствах, устройствах спектрального анализа. Изобретение является усовершенствованием известного устройства 1. В основном изобретении по авт. ев. № 469126 описано устройство для определения аргумента вектора, обеспечивающее определение аргумента век тора в цифровой форме по его прямоугольньп составляющим, представленньл в виде соответствующих кодовьк эквивалентов N.C и N у, в полном диапа зоне его изменения от О до 2ir. Это устройство содержит генератор гармонического сигнала, подк.люченный к входу фазосдвигающего элемента, два цифровых управляемых резистора, выходы которых подсоединены к одному входу фазометра, а выход генератора гармонического сигнала подк.пючен к другому входу фазометра, два фазоинвертбра и два ключа, причем цифровые управляемые резисторы подключены к выходам соотве1:ств;унячих ключей, входы которьсс через соответствуквдие фазоинверторы и непосредственно соедиВЕКТОРАнены: первый - с выходом генератора гармонического сигнала, второй - с выходом фазосдвигающего элемента, а управляющие входы ключей.связаны с шинами знаков прямоугольных координат вектора. Существенным недостатком устройства по авт. св. № 469126 является то, что точность вычисления аргумента вектора значительно зависит от диапазона изменений кодовых эквивалент тов N и Ny. Результирующее выходное напряжение с управляегФос резисто&ов, работаклцих друг на друга, подаваемое на вход фазометра, равно Ug Up sin (out + Ч ) , где амплитуда векU N тора; fsarctg - arctg -rr - фаза аргумента 5 вектора. Динамический диапазон изменения амплитуды вектора Up (напряжения на входе фазометра) при использовании к-разрядных управляемых резисторов, определяется как отношение максимально возможной амплитуды, равной f2(2 -1), и миниально возможной ги плитуде, равной 1, и равен ( 1). . Все известные типы фазометров, ко торые могут быть использованы в устройстве, состоят из непосредственно фазометра и усилителя-ограничителя в явном или неявном виде, назначение которого - произвести нормировку амплитуды входного сигнала для устра нения зависимости значения выходного сигнала фазометра от амплитуды. Однако полностью устранить зависимость значения входного сигнала фа зометра от амплитуды входного сигнала с помощью усилителей-ограничителей не представляется .возможным, так как В реальных усилителях изменение амплитуды сопровождается фазовым сдвигом. Изменение фазы колебания на выходе усилителя-ограйичителя йри измене нии амплитуды колебания на входе на 40 дб даже при использовании усилителей-ограничителей с автоматической компенсацией фазового сдвига составляет не менее (3-5) . Поэтому реали ЭЪВать точность вычисления аргумента вектора выше (3-5) с помощью извест ного устройства по авт. св. № 469126 йе представляется возможным. Целью дополнительного изобретения :ПШля1етая Пой-й1Йёйй:ё ГС)чйос;ти в широком диапазоне изменения модуля вектора. Поставленная цель достигается тем что в устройство для определения аргумента вектора по авт. ев. № 469126 введены элемент ИЛИ-НЕ, формировател импульсов сдвига и два регистра, раз ядНыё входы каждого из которых под IjiWebf K шинам зайания кОДа соответ ствующей ортогональной составляющей вектора, а выходы соединены с входами соответствующего цифрового управляембгО резистора, причем выходы старшего разряда регистров поДключе ГНы К сббтветствующим вхбдам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого через фор---йй1рОВателЁ импульсов сдвига.связан с -управляЮ1ЦИМИ входами регистров. На Чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 гармонического сигнала, фазосдвигающий элемент 2, два идентичных цифровых управляемых резистора 3 и 4, содержащие каждый двухпозиционные элек ронные переключатели 5 и коммутируемые ими декодирующие сетки резисторов 6 и 7, два двухпозиционных ключа 8 и 9, фазометр 10, два фазоинвер тора 11 и параллельных регистра 12 и 122, элемент ИЛЙ-ЙЁ 13, формирователь 14 импульсов сдвига. Устройство работает следующим образом. , Генератор 1 гармсэнического сигнала вырабатывает напряжение U UrnSinujjt с постоянной частотой и амплитудой, фазосдвигающий элемент 2 произво дит сдвиг выходного напряжения генератора 1 по фазе на 90 без изменения его амплитуды. Ключ 8 обеспечивает подключение входа управляемого резистора 3 непосредственно или через фазоинвертор к выходу генератора 1. Аналогично ключ 9 коммутирует вход управляемого резистора -4 к выходам фазосдвигающего элемента 2. Ключами 8 и 9 управляют сигналы знаковых разрядов ЗНу. Сигналы параллельных кодов Nj, прямоугольных составляющих х и у вектора подаются на входы регистров 12 и 12,. С выходов старших разрядов регистров 12 и 12 сигналы поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 13. При наличии логических нулей в старших разрядах регистров 12 и 12j на выходе элементаИЛИ-НЕ 13 формируется логическая единица, пО которой формирователь 14 выдает команду на одновременный сдвиг кодов N И Ny в регистрах 12 и 12, на один разряд, что равносильно умножению кодовых эквивалентов N и Ny на 2. Если и после сдвига в старшем разряде регистров 12 и 12,, присутствуют логические нули, то формирователь 14 выдает команду на следующий сдвиг на один разряди так до тех пор, пока в старшем разряде хотя бы одного из регистров не появится единица, в результате происшедших п сдвигов на выходе регистров формируются из кодовых эквивалентов М.и Ny выходные кодовые эквиваленты , , которые управляют переключателями 5 управляемых резисторов. Один вывод резистора 7 декодирующей сетки резисторов подключен в каждом разряде к узлу сетки, а второй вывод подключается переключателем 5 либо к выходу ключа 8 (или 9), либо к шине нулевого потенциала, в зависимости от значения кода в данном разряде. При подаче на входы устройства кодовых сигналов ЗНу ключи 8 и 9 устанавливаются в соответствующее состояние. Так, если исходные числа X и у положительны (ЗН 1, ЗНу- 1) , то ключи 8 и 9 устанавливаются в положение, при котором на цифровые управляемые резисторы 3 и 4 поданы сигналы непосредственно с выхода генератора 1 и фазосдвигающего элемента 2. Сигналы напряжения на выходах управляемых резисторов 3 и 4 при холостом ходе равны Uy 2 N cosWot. и 2 N sinLO(,t, Примененные в схемеустройства цифровые управляемые резисторы 3 и 4 имеют постоянные выходные сопротивления, и при соединении их выходов,т.е. при работе их друг на друга, резуль-тирующее выходное напряжение равно и Uc,sin(tjut +tf ) ,