чика градусов, минут и секунд, выход приема дешифратора команд соединен с входом загрузки двоичного счетчика, выход начала преобразования дешифратора команд соединен с третьим входо первого и первым входом второго элементов И-НЕ, выход окончания преобра зования дешифратора команд соединен управляющим входом регистра результата, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом дешифратора нуля, а выход соединен с первым вхо дом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератЪра импульсов, а выход соединен с входом счетчика команд, информационный вход преобразователя соединён с входами инверторов группы, с пер,выми группами входов первого и второ го сумматоров и с второй группой входов со сдвигом на три разряда вправо первого сумматора, выходы которого соединены со сдвигом на один разряд вправо с первой группой входов третьего сумматора, вторая группа входов.которого соединена с выходами группы инверторов, а выходы со сдвигом на шесть разрядов вправо соединены с второй группой входов второго сумматора, выходы которого соединены с первой группой входов четвертого сумматора и со сдвигом на два разряда вправо - с второй группы входов четвертого сумматора, выходы которого, являющиеся выходами блока умножения, соединены с информационны ми входами двоичного счетчика, выход переносов второго сумматора соединен с входом переноса второго сумма.тора На фиг.1 представлена cтpyкtypнaя схема преобразователя; на фиг.2 временная диаграмма работы преобразователя. Преобразователь содержит блок 1 умножения, генератор 2 импульсов,пер вый 3, второй 4 и третий 5 элементы И-НЕ, счетчик 6 команд, дешифратор 7 команд, двоичный счетчик 8, дешифратор 9 нуля, двоично-десятичные счетчики секунд 10, минут 11 и градусов 12, регистр 13 результата, информационное табло 14. Двоично-десятичный счетчики градусов, минут и се кунд 10-12 в совокупности образуют двоичный десятичный счетчик 15 граг дусов, минут и секунд. Блок 1 умножения содержит группы инверторов 16 и сумматоры 17-20. В основу принципа действия преоб разователя положен метод двойного преобразованиям В начале с помощью блока умножения 1 осуществляется пе вичное преобразование двоичного код угла X, цена единицы младшего разря да которого соответствует двоичному ряду 5- в двоичный код угла у с ценой единицы младшего разряда, равной одной угловой секунде или долей угловой секунды. Затем, с помощью всей остальной части устройства путем пересчета производится преобразование сформированного на выходе блока 1 умножения кода в двоично-десятичный код с последующей индикацией значения угла в десятичном виде на табло 14. Суть первичного преобразования с цены единицы младшего разряда двоичного кода угла заключается в умножении текущего значения кода угла X на постоянный коэффициент К, величина которого в общем случае может быть выбрана из выражения .ЗбО°бО бО 1 296 00 2П-72п Практически целесообразно принять в формуле (1) Ц 20, так как в этом случае коэффициент преобразования К имеет значение, наиболее близкое к 1. Точное значение К при л 20 равно к ------ Р 1,235 961 914 0625. Таким образом, блок 1 умножения преобразует входной код X в код У в соответствии с выражением ,235 961 914 0625 X. (2) В результате такого умножения на выходе блока 1 образуется двоичный код, число единиц которого (число импульсов унитарного кода) . соответ- ствует числу секунд и долей секут ды 3 значении угла, представленного кодом X, При реализации блока 1 выражение (2) было представлено в виде . l,25(l-i 4--4j), . (3) 2« 2 Используя выражение (3), можно преобразовать любой двоичный код угла в двоичный код, 21-й разряд которого равен 1 угловой секунды,все разряды старше 21-го будут иметь целое число секунд, а все разряды младше 21-го - доли секунды. Формирование кода У в блоке 1 умножения в соответствии с (3) происходит следующим образом. Текущее значение кода угла подается на первую группу входов первого сумматора 17 и со сдвигом на три разряда вправо (т.е. в сторону младших разрядов) подается на вторую группу входов этого же сумматора. В сумматоре 17 реализуется операция для правильной работы которого на свободные входы должны быть поданы нулевые потенциалы. На выходах сумматора 17 с учетом переноса образуется код, старший разряд которого соответствует 9-сму разряду формируемого кода У. Этот код поступает на входы сумматора 19 со сдвигом на один разряд вправо относительно кода, подаваемого на первую группу входов этого же сумматора, в сумматоре 19 реализуется операция X ,Х X 2f г.е. осуществляется вьочитание двух кодов, которое фактически заменено сложением кода с инверсным значением исходного кода X, получае мого на выходах группы инверторов 16. На свободный вход сумматора 19 подается нулевой потенциал, а на входы пяти старших разрядов первой группы логические 1 (инверсия ну лей кода X), в результате первый разряд кода X суммируется с нулевым потенциалом, второй разряд кода х суммируется со старшим(первым) раз рядом выходного кода сукматора 17 и . На выходах сумматора 19. образует ся инверсный (относительно входного код, старший (первый), разряд которого (без учета разряда переноса, который в сумматоре -19 не используе ся) соответствует 8-му разряду формируемого кода У. Этот код подается со сдвигом на б разрядов вправо на входы сумматора 18, на первые входы которого заводится исходное значение кода X. В сумматоре 18 реализуется операция .:Sj.v 2й 2 2 Разряд переноса в сумматоре 18 ис пользуется для корректировки его выходного кода. Так как на вторые вход сумматора 18 поступает инверсный код то для правильней работы сумматора на входы его шести младших разрядов второй группы подаются логические единицы, а на входы десяти старших разрядов первой группы логические ну ли. На выходах сумматора 18 получает ся прямой код, который заводится на входы первой группы сумматора 20 и со сдвигом на два разряда вправо на входы второй группы этого же суммато ра. На входы двух младших разрядов второй группы на входы двух старших разрядов первой группы подаются логические нули. В результате чего реализуется операция умножения кода Xd-r+gl-fj). на коэффициент 1 1+4 1,25. На выходаЗс сумматора 20 получается ti +14 разрядный код У, который свя зан с входным кодом X соответственно (3), а методическая погрешность равна О . При дальнейшем использовании кода У разряды выше 21-го (доля секунды) могут быть отброшены или использован по усмотрению разработчйка. В тех случаях, когда допустимая погрешность преобразования составляет 1 угловую секунду, разряды выше 21-го могут быть отброшены и в промежуточных ступенях комбинационного умножителя 1, т.е. в сумматорах 17-19, при этом упрощается схемная реализация блока ii умножения. Сформированный код У записывается в двоичный счетчик 8, а затем преобразуется в число импульсов, .которое фиксируется в двоично-десятичном счетчике 10 секунд, минут 11 и гра дусов 12, переписывается в регистр |l3 результата и отображается на информационном табло 14. Генератор 2, счетчик команд 6, дешифратор команд 7, а также элементы 3-5 задают цикл преобразования и формируют необходимые команды управления. Конец цикла преобразования и формирует необходимые команды управления. Конец цикла преобразования фиксируется дешифратором 9 нуля. . Рассмотрим работу системы в динамике. Предположим, что в начальный момент времени to, .счетчик команд б находится -в состоянии, когда на его выходах 1 и 2 установлен нулевой код. В этом случае ЧФиг.2) на первом выходе дешифратора команд 7 будет высокий потенциал, по которому счетчики 8 и 12 устанавливаются в нулевое состояние .рднсГвременно на выходах элеме нтов И 4 и 5 устанавливаются высокие потенциалы, и элемент И 3 пропускает импульсы генератора 2. После прихода на счетчик команд 6 очередного импульсу с генератора 21 момент времени t (на первом выходе дешифратора команд 7 устанавливается команда нцзкий потенциал, а на выхйде приема появляется команда (высокий потенциал) Загрузка , jio которой код У с выхода блока 1 умножения записывается в двоичный счетчик ,8. Так как запаздывание блока умножения определяется только собственнымй постоянньми времени сумматоров 17-20, которые достаточно малы, то новое значение кода У устанавливается практически одновременно с поступлением нового значения кода X. После записи в двоичный счетчик кода У на выходе дешифратора 9 нуля устанавливается высокий потенциал, и следующий импульс с генератора 2 устанавливается на выходе 3 дешифратора команд 7 высокий лртенциал (на остальных.выходах - низкий) , который запрещает прохождение импульсов с генератора 2 через элемент И 3 и разрешает прохождение их через элемент И 5. Эти имПульсы, поступая на счетный вход вычитающего счетчика 8, начинают уменьшать количество единиц записанного в счетчике двоичного числа и, одновременно, эти же импульсы записывают данное двоичное число в двоично-десятичные счетчики 10-12. Момент времени t, когда двоичное число в двоичном счетчике 8 будет полностью описано, фиксируется дешифратором 9 нуля, на выходе которого устанавливается, низкий потенциал. Этот потенциал запрещает прохождение импульсов с генератора 2 через элемент И.5 и вновь разрешает прохождение их через элемент И 3 на счетчик команд 6 в момент времени 4 очередного импульса на выходе дешифратора команд 7 появляется высокий потенциал (команда Запись), по которому двоично-десятичное число переписывается из двоично-десятичных счетчиков 10-12 в регистр результата 13 и поступает на индикацию в информационное табло 1.4, В момент времени 5 очередной импульс генератора 2 снимает с выхода дешифратора команд 7 команду Запись и устанавливает на его .установочном выходе команду уст. счетчиков. Цикл преобразования будет повторяться.
Быстродействие преобразователя определяется выбранной частотой генератора 2 и разрядностью преобразуе-: мого кода. Быстродействие можно повысить, если произвести прямую дешифрацию (известными способами) старших разрядов кода У.
Таким .образом, предлагаемый преобразователь позволяет преобразовать двоичный код угла в градусы, минуты и секунды с .более высокой точностью и надежностью, чем известный. Повышение точности достигается за счет исключения методической погреашости преобразования в комбинационном умножителе и за счет многократного автоматического преобразования двоичного кода секунд в дбоично-десятичный код градусов, минут и секунд (по усмотрению разработчика долей секунды с требуемой точностью), Автоматическое повторение цикла преобразования снижает также влияние сбоев в двоичном и двоично-десятичных счетчиках на результат преобразования и, таким образом, повышает надежность системы в целом.
Кроме того, повышение надежности системы достигается и за счет более высокой помехоустойчивости блока умножения по сравнению с известным ,
Формула изобретения
Преобразователь двоичного кода угла в двоично-десятичный код гра-.
дусов, минут и секунд, содержащий двоичный счетчик, дешифратор нуля, входы которого соединены с выходами двоичного счетчика, двоично-десятичный счетчик градусов, минут и секунд регистр результата, информационные входы которого соединены с выходами двоично-Десятичндго счетчика градусов, минут и секунд, информационное табло, входы которого соединены с выходами регистра результата, генератор импульсов, первый элемент И-НЕ выход которого соединен со счетными входами двоичного счетчика и двоично-десятичного счетчика градусов, минут и секунд, первый вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом .генератора импульсов, а второй входс выходом дешифратора нуля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены блок умножения, состоящий из группы инверторов и четырех сумматоров, второй и третий элементы И-НЕ, счетч 1К команд, дешифратор команд, входы которого соединены с выходами счетчика команд, установочный выход дешифратора команд соединен с входами сброса двоичного счетчика и двоично-десятичного счетчика градусов, минут и секунд, выход приема дешифратора команд соединен с входом загрузки двоичного счетчика, выход начала преобразования деошфратора команд соединен с третьим входом первого и первым входом второго элементов И-НЕ, выход окончания преобразования дешифратора команд соединен с управляющим входом регистра результата, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом дешифратора нуля, а выход соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с входом счетчика команд, информационный вход преобразователя соединен с входами инверторов группы, с первыми группами входов первого и второго сумматоров и с второй группой входов со сдвигом на три разряда вправо первого сумматора, выходы которого соединены со сдвигом на один разряд вправо с первой группой входов третьего сумматора, вторая группа входов которого соединена с выходами группы инверторов а выходы со сдвигом на шесть разрядов вправо соединены с второй группой входов второго сумматора, выходы которого соединены с первой группой входов четвертого сумматора и со сдвигом на два разряда вправо - с второй группой входов четвертого сумматора, выходы которого, являющиеся выходами блока умножения, соединены с информационными входами двоичного счетчика, выход переноса второго сумматора со.единен с входом переноса второго сумматора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР 297960, кл. G 06 F 5/02, 1971.
2. Иванов Ю-.А. и Чулочников В.Г. Быстродействующий преобразователь двоичного угла поворота вала в двоично-десятичный код градусов и минут. -Автометрия, г.Новосибирск, АН СССР, 1976, 2, с.93-95,рис ., и 2 (прототип) .
Перенос
Перенос
3; f
i
tf
24
h f7
J
r
fui
Wj
N/ N/H/Z
(
,-
fj
/
