Синусно-косинусный преобразователь

 

СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ПРЕОБРАг ЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый и второй цифровые интеграторы, входы отрицательных и положительных.приращений Независимой переменной которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами преобразователя , выход первого цифрот вого интегратора подключен к входу подынтегральной функции второго цифрового интегратора, выход которого соединен с входом подынтегральной функции первого цифрового интегратора , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены третий цифровой интегратор и элемент ИЛИ, причем первый и второй информат ционные входы преобразователя соединены соответственно с входами отрицательных и положительных приращений независимой переменной третьего цифрового интегратора, выход кото .рого подключен к первому входу элемента ИЛИ, вход коэффициента коррекции преобразователя соединен с входом подынтегральной функции третьего g цифрового интегратора, вход начальной установки преобразователя под (Л ключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами первого и второго i цифровых интеграторов. О5 IsD СХ)

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) 6 06 F 7 544

l, П

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3333876/18-24 (22) 03.08.81 (46) 30.12.83. Вюл..й 48 (72) И.К. Абаджи, В.И. Кудрявцев и В.Н.,Пугачев (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 634269, кл. G 06 F 7/544, 1976.

2, Наслуховский К.С. Цифровые дифференциальные анализаторы. М., "Машиностроение", 1968, с. 85-86 (прототип J. (54)(57) СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ПРЕОБРА

ЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый и второй цифровые интеграторы, входы отрицательных и положительных приращений независимой переменной которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами пре образователя, выход первого цифрового интегратора подключен к. входу подынтегральной функции второго циф„.Я0„„064280 А рового интегратора, выход которого соединен с входом подынтегральной функции первого цифрового интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены третий цифровой интегратор и элемент

ИЛИ, причем первый и второй информа ционные входы преобразователя соединены соответственно с входами отрицательных и положительных приращений независимой переменной третьего цифрового интегратора, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, вход коэффициента коррекции преобразователя соединен с входом подынтегральной функции третьего О цифрового интегратора, вход начальной установки преобразователя подключен к второму входу элемента ИЛИ, %ФУ выход которого соединен с установочными входами первого и второго

I цифровых интеграторов °

Ф

1064280

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при построении быстродействующих следящих сис-. тем, например при решении навигационных задач для определения место- 5 положения судна.

Известен цифровой функциональный преобразователь, содержащий ренерсивный счетчик, дешифратор, блок коммутации, два элемента ИЛИ и че- 1{) тыре элемента И 1 g.

Недостатком указанного преобра" зователя является низкая точность вычисления функции.

Наиболее близким к предлагаемому янляется синусно-косинусный преобразователь, содержащий первый и второй цифровые интеграторы, входы приращений незанисимой переменной которых соединены с информационными входами преобразователя, выход первого цифрового интегратора подключен к входу подынтегральной функции второго цифрового интегратора, выход которого соединен с входом подынтегральной функции первого цифрового интегратора (2 ).

Недостатком известного преобразователя является низкая точность преобразования аргументов более 2 Ti в условиях высокого быстродействия.

Это объясняется тем, что и точность, и время преобразования зависят от длины сетки. регистров цифровых интеграторов, причем с увеличением длины разрядной сетки регистров точ- 35 ность вычисления повышается, так как ()1

2" где dZ — вес младшего разряда в 4О регистрах; и — число разрядов в регистрах.

Одновременно растет и время преоб- разования, так как 45

7=2 dt . (2) где Т - время преобразования; й1 — время отработки одного разряда в регистрах.

Погрешность преобразования, возникающая на интервале преобразования аргументов 0-2 У, приводит к тому, что при переходе аргумента через значение 2 У в регистрах цифровых интеграторов значения функций синуса и косинуса оказываются записанными с ошибками, в то время как они должны повторить значения своих начальных условий и при даль- 60 нейшем увеличении аргумента преобразование функций синуса и косинуса будет проходить с еще большей погрешностью. Таким образом, при увеличении аргументов более 27i 65 ошибка преобразования будЕт нарастать с каждым новым переходом аргумента через значения, кратные

2у< и может достигать значительной величины.

Цель изобретения — повышение точности образования.

Укаэанная цель достигается тем, что в синусно-косинусный преобразователь, содержащий первый и второй цифровые интеграторы, входы отрицательных и положительных приращений независимой переменной которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами преобразователя, выход первого цифрового интегратора подключен к входу подынтегральной функции второго цифрового интегратора, выход которого соединен с входом подынтегральной функции первого цифрового интегратора, введены третий цифровой интегратор и элемент ИЛИ, причем первый и второй информационные входы преобразователя соединены соответственно с входами отрицатель" ных и положительных приращений независимой переменной третьего цифрового интегратора, выход которого подключен к первому входу элемента

ИЛИ, вход коэффициента коррекции преобразователя соединен с нходом подынтегральной функции третьего цифрового интегратора, вход начальной установки преобразователя подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами первого и второго цифровых интеграторов.

На чертеже представлена блок-схема синусно-косинусного преобразователя.

Синусно-косинусный преобразователь содержит первый, второй и третий цифровые интеграторы 1-3, вход .

4 положительных и вход 5 отрицательных приращений независимой переменной,, регистры 6 и 7 подынтегральной функции первого и второго цифровых интеграторов и регистры 8 и 9 приращений интеграла первого и второго цифровых интеграторов, вход 10 коэффициента коррекции преобразователя и вход 11 начальной установки преобразователя, элемент

ИЛИ 12.

Дополнительно вводимые блоки имеют следующее назначение.

Третий цифровой интегратор 3 в режиме масштабирования приращений предназначен для выработки приращений интеграла, которые будут являться сигналами начальной ъстановки регистров 6-9 цифровых интеграторов

1 и 2. При этом два входа независимой переменной третьего цифрового интегратора подключены к соответствующим входам отрицательным 4 и

1064280

У +y=0, положительных 5 п риращений незави- синуса, приращения которой поступасимой переменной преобразователя, ют на вход цифрового интегратора. 2. вход подынтегральной функци" подклю- В цифровом интеграто е 2 в ез ь р в результаду коэффициента коррек- те интегрирования по независимой ции преобразователя, а выход третье- переменной также понижается порядок го цифрового интегратора подключен 5 производной, в результате чего с к входу элемента ИЛИ 12.

Ко коэ его выхода выдаются приращения д эффициента коррекции в ви- рой производной функции > ах = я втоде последовательного двоичного ко- да поступает от внешнего формирователя синхронно с тактовой частотой )0 ратной связи поступают на вход подпреобразования. ынтегральной функции первого цифроЭтот код может быть получен лю- вого интегратора 1. Когда алгебраибыми известными способами б ми, например, ческая сумма -поступивших приращений помещен в блок памяти за;.и а;.исан в независимой переменной станет равной кольцевой динамический регистр, . 5 числу шагов вычислений функций на собран на тактах ко коммутатора и т.д. всем. интервале изменения аргумента

Элемент ИЛИ 12 п е редназначен для от 0 до 211 и определяемое длиной объединения сигналов начальной уста- . разрядных сеток регистров 6-9 цифновки, поступающих по входу 11 или ровых интеграторов 1 и 2 по формуле из третьего цифрового интегратора 3.

При этом второй вход элемента

t1

ИЛИ 12 подключен к входу 11 начальИ=2Л.Л выхо ной установки преобразователя, а гдЕ 1 — длина разрядной сетки ред — к установочным входам ре- гистров

I образователя. гистров цифровых интеграторов пре- значе "и фу"к

25 ци синуса и косинуса должна стать равными своим начальПри таком выполнении схемы си- ным условиям. нусно-косинусного преобразователя Параллельно с процессом преоб аисключается на арастание ошибки пре- зования в цифровых интеграторах 1 прео раобразования с каж ь д 1м новым переходом и 2 по кажДомУ пРишеДшемУ пРиРашению аргумента через значения, кратные 30 независимой пеРеменной кОД коэффиЛ т. е . повышается точность пре- Циента кОРРекЦии, котоРый по величиобразования с малым временем преоб- не Равен обратному числУ шагов выразования аргументов более 2.. числений функций на интеРвале измеСинусно-косинусный преобразова- нения аргумента от 0 до 271, т.е. тель работает следующим образом.. 35

Перед началом преобразования к —, ю по сигналу начальной установки в

««Р

2«2 . регистры 6-9. цифровых интеграторов поступает на ход .подынтегра функции третьегО цифровогО интегра нуса и косинуса аргумента равного

40 то а. J(o нулю Получение функциональной зависимости сводится к решению уравне- тегратора, равно поступившему колиния честву прира1цений независимой переменной, умноженному на коэффициент (3i (45 коррекции, T .å. Одно т ое прираще- г де М вЂ” функция синуса ние вырабатывается третьим цифровым интегратором только при приходе

Н (51 =Б1П Х)

l того количества приращений незав J — вторая производная ф нкция синуса фу симои переменной, которое соответИ ствует изменению аргумента от 0 (3 = — япxj, до 2л.

Приращения функции 4И = - d> " по- Это п и а ени ступают на вхо и то приращение, являясь сигналами то а 1 а вход цифрового интегра- начальной установки и и, про дя через ора 1. В результате интегрирования . элемент ИЛИ 12 с по независимой переменной dõ нт, следует на устано«« вочные входы регистров 6-9 цифровых приращения которой поступают на вхоы4и5 д и 5, и инвертирования пере- вновь записываются начальные. полнений на выходе иф овог тся начальные услоцифрового интегра- вия, которые являются функциями тора 1, понижается порядок производ- синуса и косинус ной и с его выхода выдаются прирануса аргумента, равного нулю, т.е. регистры 8 и 9 щения первой производной с положи- 60 прираще ий тельным знаком ращени интеграла первого и второго цифровых интеграторов и регист— (- "дх) =61t ,ров 6 подынтегральной функции пер3 начение первой произво ной п вого цифрового интегратора обнуляставляет собой значение нк ии д пред" ются, а регистр 7 подынтегральной фу ц ко- 65 функции первого цифрового интеграто1064280

Составитель A.Øóëÿïoâ

Техред И.Метелева .i . Корректур:.Г.Решетник

Редактор A.Âëàñåíêo

Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10533/50

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра устанавливается в единичное состояние, так как

Sin 0= О, et cos 0=1 °

Таким образом, ошибка преобразования, полученная на интервале изменения аргумента от 0 до 217, корректируется .и не оказывает влияние на дальнейший процесс вычисления. Этот процесс повторяется при каждом пере-. ходе аргум нта через значения, кратные 2 Я, как вперед, так и назад. !

Следовательно, при преобразовании аргументов более 2У, нарастание .ошибки с каждым новым интервалом преобразования отсутствует и погрешность синусно-косинусного преобра5 зователя целиком определяется погрешностью, возникающей на интервале изменения аргумента.от 0 до 2Л

Поэтому синусно-косинусный преобразователь при незначительных аппа1О ратных затратах позволит.повысить точность следящих систем и устройств.