Устройство для формирования векторов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВМИЯ ВЕКТОРОВ, содержащее блок обработки координат, вход которого подключен к входной шине устройства, а вьксд к первым входам первого, второго и третьего коммутаторов, выход которого подключен к выходной шине устройства, второй и третий входы - к выходам первого и второго коммутаторов, делитель напряжения, выход которого соедгшен с вторым входом первого .коммутатора и через первый инвертор с третьим входом первого коммутатора, второй инвертор, выход которого подключен к второму входу второго коммутатора , отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования векторов, оно содержит : генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходе блока обработки координат и первым входом делителя напряжения, второй (Л вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, третьему входу второго коммутатора и входу второго инвертора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3544853/18-24 (22) 26.01.83 (46) 07.05.84. Бюл. Н -17 (72) В.И.Пискунов и В.Ф.Лескин (71) Киевский ордена Ленина политехнический институтим. 50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53) 681.327.11 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Ф 682923, кл, G 09 G 1/08, 1979.

2. Слизкой А.А. Линейные интерпо,ляторы. — В кн.: "Системы графической связи". Серия "Проблемы промышленной кибернетики", К., изд-во Ин-та автоматики, 1972 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ВЕКТОРОВ, содержащее блок обработки координат, вход которого подключен к входной шине устройства. а выходк первым входам первого, второго и

„„SU„„1091215

3(5И С 09 С 1 08 третьего коммутаторов, выход которого подключен к выходной шине устройства, второй и третий входы — к выходам первого и второго коммутаторов, делитель напряжения, вьмод которого соединен с вторым входом первого .коммутатора и через первый инвертор с третьим входом первого коммутатора, второй инвертор, выход которого подключен к второму входу второго коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности формирования векторов, оно содержит генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом блока обработки координат и первым входом делителя напряжения, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, третьему входу второго коммутатора и входу второго инвертора. с входом коммутатора аналоговых сигналов. Второй вход блока сравнения соединен с входом блока выбора большего и меньшего, а выход блока сравнения соединен с вторым входом коммутатора, другой вход которого соединен с вторым входом первого делителя. ВЫходы коммутатора подключены к аналоговым интеграторам каналов горизонтальной и вертикальной разверток векторов. Выходы интеграторов служат выходами устройства.

Кроме того, устройство содержит инверторы, переключатель полярности напряжений и переключатель каналов, которые образуют коммутатор напряжений. При этом с помощью блока выбора большего и меньшего выделяют большую проекцию и на вход интегратора большей проекции подают всегда постоянной величины опорное напряжение Бор,, такое по величине, которое обеспечивает максимальную скорость развертки. Нормирование опорного напряжения, которое подают на интеграпомощью двух делителей двумя операциями: делением Сод на /БЛ/щорс и умножением на /Бл snip, /Ua/èiàõ и

/Нд/щ д — модули напряжений, пропорциональные длинам соответственно большей и меньшей проекций формируемого вектора. Этим обеспечивается скорость развертки в канале меньшей проекции, пропорциональная отношению длин меньшей проекции и большей. Заданные длины проекции обеспечиваются отключением в требуемый момент опорных напряжений от входов. интеграторов. Главньп достоинством такого устройства является высокое качество линий и, кроме того, .оно по быстродействию не уступает ранее рассмотренным f23.

Однако указанное устройство обладает значительными погрешностями в формировании координат концов вектора. Погрешности возникают за счет дрейфа нуля интеграторов и запаздйва. ния комнаратора и ключей, коммутирую- щих опорные напряжения. Чем выше скорость разверток (скорость интегрирования), тем большее влияние на точность оказывают запаздывания коммутирующих элементов, а при малых скоростях развертки — дрейф нуля интеграторов. Ограничения по точности прежде всего обусловлены применением аналогового интегрирования.

1 ОЧ 2 5 2

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ото- . бражения информации, автоматического управления станками с программным управлением, в графопостроителях, в радиолокации и других областях народного хозяйства.

Известен цифровой линейный интерполятор, содержащий цифроаналоговые 1О преобразователи, реверсивные счетчики, коммутатор, делитель частоты и регистры, В основу работы известного интерполятора заложено получение напряжений разверток векторов непосредственно с помощью цифроаналоговых преобразователей полных координат, для чего на каждый вход реверсивного счетчика, регистры которых соединены с входами указанных цифроаналоговых преобразователей, подаются импульсы определенной частоты. Отношение этих частот равно отношению длин проекций вектора. Такого типа устройства пополучить низкую погрешность тор меньшей проекции, выполняют в формировании коордйнат концов век" тора, т.е. обеспечивают хорошую стыковку векторов )lg, Однако сами линии вектора при его угловых положениях, отличньж от углов

ЗО кратных 45 и 90, имеют изломы, зиго заги, линии утолщаются и становятся неоднородными вдоль вектора. Для снижения указанного недостатка увеличивают разрядность цифроаналоговых преобразователей, что в конечном счете снижает быстродействие и усложняет устройство.

Наиболее близким к предлагаемому

40 по технической сущности является устройство формирования разверток" векторов, в котором напряжения разверток получают аналоговым интегрированием нормированных опорных напряже45 ний, Известное устройство содержит блок ,выбора по абсолютной величине большего и меньшего значений длин проекций, входы которого служат входами устройства, выходы соединены соответ- ственно с аналоговым входом делителя аналоговых сигналов и с одним из входов блока сравнения, и с аналоговым входом другого делителя. На второй аналоговйй вход делителя подается опорное напряжение. Выход первого делителя соединен с вторым входом второго делителя, а выход последнего—

120

Блок 1 обработки координат состоит из узла 9 неравнозначности и двух мультиплексоров 10 и ll. На входы узла 9 неравнозначности, а также на

40 входы мультиплексоров поступают коды абсолютных значений длин проекций горйзонтальной /ЬХ/ и вертикальной

/ЬУ/.

Кроме того, на входы мультиплексоров поступают коды знаков проекций

45 ах и ЬУ.

На выходе узла 9 неравнозначности формируется управляющий сигнал А, поступающий на управляющие входы мультиплексоров 10 и 11, а также на упра-. вляющий вход коммутатора 7. При этом

А = 1, если /дХ/ ) 1Л7/ и А = О, если

/ЬХ/ 6 aY/. Мультиплексоры 10 и 11 при А = 1 подключают к своим выходам входы В, а при А = 0 — входы С. Такии 5 образом, если /дХ/ ) /ь71, то А = 1 и на выходы мультиплексора 10 проходят коры величины и знака проекции," Х, а

3 1091

Цель изобретения . — повышение точности формирования векторов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок обработки координат, вход которого подключен к входной шине устройства, а выход — к первым входам первого, второго и третьего коммутаторов, выход которого подключен к выходной шине устройства второй и третий входы — к выходам первого и второго коммутаторов, делитель напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора и через первый инвертор †. с третьим входом первого коммутатора, второй инвертор, выход которого подключен к второму входу второго коммутатора, введен генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом блока обработки координат и первым входом делителя напряжения, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения третьему входу второго коммутатора и входу второго инвертора.

На фиг.l представлена структурная схема устройства, на фиг.2 — структурно-принципиальная схема.

Устройство содержит блок 1 обработки координат, делитель 2 напряже» ния, первый 3 и второй 4 инверторы, первый 5, второй 6 и третий 7 коммутаторы, генератор 8 пилообразного напряжения. на выходе мультиплексора 11 соответственно коды величины и знака проекцнии Y. Гсли /дХ/ - /д7/,то А = О и на выходе мультиплексора 10 проходят уже кодь величины и знака проекции

ЬУ, а на выходы мультиплексора 11 коды величины и знака проекции h X.

Таким образом, на выходе мультиплексора 10 всегда будет код и знак большей (или равной) проекции, а на выходе мультиплексора 11 — код меньшей (или равной).

Генератор 8 пилообразного напряжения содержит узел 12 сравнения кодов, генератор 13 импульсов, счетчик

14 и цифроаналоговьпл преобразователь

15. На вход узла 12 сравнения поступает код абсолютного значения длины большей проекции а на второй вход узла 12 сравнения — код иэ регистра счетчика 14. При равенстве кодов на обоих входах на выходе узла 12 сравнения. устанавливается нуль, генератор

l3 импульсов останавливается и при этом сбрасывается в нуль счетчик 14.

Таким образом, при запуске генератора

13 импульсов счетчик 14 успевает отсчитать количество импульсов, пропорциональное длине большей проекции.

А на выходе цифроаналогового преобразователя 15 формируется линейно нарастающее ступенчатообразное напряжение, которое и является напряжением развертки большей проекции.

Делитель 2 напряжения представляет собой в сущности цифровой управляемый делитель, построенный на операционном усилителе 16. Во входной цепи и в цепи обратной связи операционного усилителя 16 последовательно с контактами ключей 17 и 18 включены взвешенные по двоичному закону процезионные резисторы. Количество резисторов и ключей соответствует числу разрядов в коде, описывающем величину самой большой возможной проекции, Срабатыванием ключей 17 во входной цепи управляют кодом меньшей проекции, а в цепи обратной связи — кодом боль. шей. Цепи управления ключами 17, 18,и являются цифровым управляющим входом усилителя. Коэффициент пере/

Rgbrg дачи описанного делителя К =

Sx ,где R Цц — параллельное соединейне сопротивлений в цепи обратной связи;

К вЂ” то же, но во входной цепи резисторов тех разрядов, в которых содержится "1". Таким образом, коэф10912 фициент передачи делителя устанавливается равным отношению длин меньшей проекции к большей.

Инверторы 3 и 4 представляют собой также операционйые усилители 19 и 20 с резисторами одинаковой величины во входйой цепи н в цепи обратной связи.

Устройство работает сл:едующим об-. разом.

На вход блока 1 задают коды длин llQ вертикальной и горизонтальной проекций строящегося вектора. Блок 1 определяет, которая из них бсльше, а при равенстве принимает одну.из них за большую (в конкретном случае - верти" 15 кальную). С выхода блока 1 при этом поступают: на вход генератора 8 пилообразного напряжения код большей проекции, на управляющий вход делителя 2 код большей и код меньшей проек- 20 ций, на управляющий вход первого ком- мутатора 5 знак меньшей проекции, а на унравляющий вход второго коммутатора 6 знак большей проекции, на управляющий вход коммутатора 7 инфор- 2g мация о том, какая из проекций век-тора является или принята большей.

При этом коммутаторы.5 и 6 устанавливаются в положение, обеспечивающее прохождение на вход коммутатора 7 напряжений развертки со знаками, указанными в знаковых разрядах. Коммутатор 7 устанавливается в состояние, обеспечивающее подачу напряже". ний развертки большей и меньшей

35 проекций на усилители отклонения в соответствии с их принадлежностью к горизонтальной и вертикальной осям координат (не показаны).

Запускается генератор 8 пилообразного напряжения и на его выходе формируется линейно нарастающее на-. пряжение, величина которого достигает значения, пропорционального величине большей проекции. Это напряжение является напряжением развертки боль15 6 шей проекции вектора. Проходя далее, через делитель 2 последнее превращается в напряжение развертки меньшей проекции. Это происходит за счет того, что коэффициент передачи делителя 2 равен отношению длин меньшей проекции к большей. Инверторы 3 и 4 обеспечивают получение полярностей напряжений развертки, недостающих по отношению к уже имеющимся на выхо дах генератора 8 и делителя 2.

Коммутаторы 5 и 6 обеспечивают выбор требуемой полярности напряжений развертки, а коммутатор 7 подачу их в нужный канал.

Таким образом, в предлагаемом устройстве развертки представляют собой ступенчато-изменяющиеся линейно нарастающие напряжения или токи с одинаковьЬ числом ступенек в обоих каналах.

Сглаживание ступенек осуществляется в самой отклоняющей системе за счет ее инерционности.

Достоинство предлагаемого устройства состоит в том, что формирование разверток выполняется без интеграторов, вносящих значительную долю погрешности за счет дрейфа нуля и также устраняются погрешности, вносимые запаздыванием компаратора и коммутирующих ключей. Кроме того, сохранена максимальная скорость формирования оазверток вектора, В предлагаемом устройстве переключение коммутаторов выполняется в. период подготовки устройства к формированию очередного вектора, а не в процессе построения (как это имеет место в прототипе), поэтому погрешности от запаздывания коммутации не возникают.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повышении точности его работы.

10912!5

Составитель А.Ильин

РеДактоР А.Мотыль ТехРед И,Метепева КоРРектоР О.Билак

Заказ 3086/48 Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

-1T ===Tf

Филиал НШ Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4