Устройство для преобразования координат

 

Изобретение предназначено для преобразования напряжений СКВТ-датчиков, задающих ортогональные составляющие входного вектора, в напряжения для СКВТ-приемников, соответствующие координатам вектора, повернутого на заданный двоичным кодом угол. Устройство обеспечивает повышенную точность преобразования. Оно содержит цифроуправляемые делители 1, 2, входные 3, 4, суммирующие 5, 6, развязывающие 7, 8, выходные 9, 10 усилители, переключатели 11-18, масштабирующие резисторы 19-50, регистр 51 хранения кода, селектор квадрантов 52. Устройство реализует уравнение поворота вектора на плоскости на заданный угол, хранящийся в регистре 51. Контуры 1-5-7 и 2-6-8 реализуют приближенную тангенсную функцию половинного угла. Выходные усилители 9, 10 формируют требуемые зависимости с учетом номера квадранта . 1 ил. « (Л Вх.1 Вх.г 37 к 4;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

„, 80„„124?901

А1

ui) 4 С 06 С 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3841933/24-24 (22) 09.01. 85

" (46) 30.07.86. Бюл. У 28 (72) Я. И. Вел иксон (53) 681.3 (088.8) (56) Электроника, 1981, М 19, с. 76.

Авторское свидетельство СССР по заявке У 3652237/24, кл. G 06 G 7/22, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

КООРДИНАТ (57) Изобретение предназначено для преобразования напряжений СКВТ-датчиков, задающих ортогональные составляющие входного вектора, в напряжения для СКВТ-.приемников, соот ветствующие координатам вектора, повернутого на заданный двоичным кодом угол. Устройство обеспечивает повышенную точность преобразования. Оно содержит цифроуправляемые делители

1, 2, входные 3, 4, суммирующие 5, 6, развязывающие 7, 8, выходные 9, 10 усилители, переключатели 11-18, масштабирующие резисторы 19-50, регистр 5 1 хранения кода, селектор квадрантов 52. Устройство реализует уравнение поворота вектора на плоскости на заданный угол, хранящийся в регистре 51. Контуры 1-5-7 и 2-6-8 реализуют приближенную тангенсную функцию половинного угла. Выходные усилители 9, 10 формируют требуемые зависимости с учетом номера квадранта. 1 ил.

1247901

U -=-U -(U +U ) сх 9

2 с з, 1@ °

И =V„-(U +Ц ) аО

1 з с 2 1 — Щ

U, =U, + +(UU, ++U, ) U = П соя Π— U sing

U1,- "з+(Uc +U2 ) tg—

2 с (5 1

9 т

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для преобразования напряжений СКВТ-датчика задающих координаты

f входного вектора, в напряжения для

СКВТ-приемника, соответствующйе координатам вектора, повернутого на угол (аргумент), заданный двоичным кодом.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

На чертеже приведена схема устройства для преобразования координат.

В состав устройства для преобразования координат входят цифроуправляемые делители 1 и 2, выполненные в виде резистивных матриц R-2R, операционные усилители, входные 3 и 4, суммирующие 5 и 6, развязывающие 7 и 8 и выходные операционные усилители 9 и 10,переключатели 11

18, масштабирующие резисторы 19-50, регистр 5 1 хранения кода, селектор квадрантов 52, выходы 53 и 54.

Преобразование координат основано на использовании уравнений векторного вращения на угол О, заданный кодом

U Б cosь)+ U sing, где Us и () - напряжения, поступающие от CYBT-датчика.

Уравнение (1) для первого квадранта преобразуется к виду

В прототипе значение тангенса заменялось линейной функцией К8 что при К = 0 85 создавало погрешность формирования +2,5Х. В данном устройстве для снижения этой погрешности тангенс половинного угла заменен о8 зависимостью —. где а= О 705882 1 — 68

У Э о = 0,294118 в диапазоне изменения угла 0-1. Это снижает"погрешность воспроизведения U) и U2 До +1,5Ж, При работе в четырех квадрантах знаки величин и коды угла изменяются следующим образом:

В 1 квадранте (0-90 )

U. — U +(U +U ) Во II квадранте (90-180 ) В III квадранте ((-90) — (-180) ) а(1-0)

))„= -)),-()),-и ) а (1-9)

"а ))а (а "

В IV квадранте (0-90 ) Устройство работает следующим образом.

От вычислителя или ЦВМ на регистр хранения 5 1 кода поступает входной параллельный двоичный код, пропорциональный значению угла поворота в четырех квадрантах. Положительному о значению угла в пределах 0-180 соответствует прямой код, а отрицательному в тех же пределах — дополнительный. два старших разряда а„и с(„определяют значение квадранта, остальные разряды представляют величину угла в пределах квадранта. Переключатели 11, 12, 17, 18 при кодах квадранта 00 и 11 находятся в положении а при кодах квадранта О 1 и 10 в положении II. Переключатели 13. и 14 находятся в положении 1, если

40 а„,= О. Переключатель 15 находится в положении 1, переключатель 16 в положении II при а„= О.

От СКВТ-датчика косинусное напряжение Б поступает на усилитель 3

45 через резистор 19 и суммируется или вычитается с выходным напряжением

U2, поступающим к тому же усилителю 3 через резистор 21 и переключатель 11. B обоих положениях переключателя 11 сложение (вычитание) выполняется в постоянном масштабе, который равен единице. С выхода усилителя 3 напряжение поступает на прямой вход усилителя 5. Одновременно напряжение с выхода усилителя 7 поступает на инвертирующий вход усилиФ теля 5, который в совокупности с масштабирующими резисторами 27-30

124

3 выполняет функцию алгебраического суммирования, как и усилит"ль 6 с резисторами 3 1-34.

Напряжение Б„ поступает на аналоговый вход первого цифроуправляемого делителя 1, на выходах которого формируются токи, пропорциональные коду 0 и его дополнению (1-6). В зависимости от номера квадранта прямой или дополняющий выходы делителя 1 подключаются через переключатель 13 к усилителю 7, на выходе которого формируется искомая дробно-рациональная зависимость, аппроксимирующая тангенсную. Аналогичным образом работает второй контур (усилители 6,8 и делитель 2).

На выходах усилителей 9 и 10 формируются для каждого из четырех квадрантов представленные зависимости, реализующие поворот входного вектора на заданный угол.

Устройство для преобразования координат можно использовать в режиме построителя вектора с цифроаналоговым выходом. Для этого к выходу 54 следует подключить компаратор, управляющий регистром последовательно го приближения, подключенным к цифровому входу преобразователя. После выполнения уравновешивания в регистре установится код, пропорциональный аргументу, а на выходе 53 — напряжение, пропорциональное модулю вектора.

Формула изобретения

Устройство для преобразования координат, содержащее первый входной операционный усилитель, инвертирую- 40 щий вход которого соединен через соответствующие масштабирующие резисторы с его выходом и с первым информационным входом устрбйства, второй входной операционный усилитель, 4 инвертирующий вход которого соединен через соответствующие масштабирующие резисторы с его выходом и с вторым информационным входом устройства, первый и второй цифроуправляемые делители, выполненные в виде резистивных матриц R-2R, первый и второй развязывающие усилители, между выходом и инвертирующим входом которых включены соответствующие масштабирующие резисторы, первый выходной операционный усилитель, инвертирующий вход которого

7901 4 соединен через соответствующие масштабирующие резисторы с выходом первого развязывающего усилителя, с вторым информационным входом устройства, с шиной нулевого потенциала и с выходом первого выходного операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через соответствующие масштабирующие резисторы соединен с шиной нулевого потенци.ала и с выходами первого и второго переключателей, входы первого переключателя соединены с выходом первого развязывающего усилителя и с шиной нулевого потенциала, а входы второго переключателя — с вторым информационным входом устройства и с шиной нулевого потенциала, второй выходкой операционный усилитель,инвертирующий вход которого соединен через соответствующие масштабирующие резисторы с выходом второго развязывающего усилителя и с первым информационным входом устройства, с шиной нулевого потенциала и с выходом второго выходного операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через соответствующие масштабирующие резисторы соединен с шиной нулевого потенциала и с выходами третьего и четвертого переключателей, входы третьего переключателя соединены с выходом второго развязывающего усилителя и с шиной нулевого потенциала, а входы четвертого переключателя - с первым информационным входом устройства и с шиной нулевого потенциала, выход первого выходного операционного усилителя через соответствующий масштабирующий резистор и соединенный с ним последовательно пятый переключатель соединен с инвертирующим и неинвертирующим входами второго входного операционного усилителя, выход второго выходного операционного усилителя через соответствующий масштабирующий резистор и соединенный с ним последовательно шестой переключатель соединен с инвертирующим и неинвертирующим входами первого входного операционного усилителя, регистр хранения кода, выходы двух старших разрядов которого соединены с входами селектора квадрантов, а выходы остальных разрядов регистра соединены соответствекно с кодовыми входами первого и второго цифроуправляемых делителей, выход селекто1? 47901

Составитель Г.Осипов

Редактор Н.Горват Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская

Заказ 4128/50 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра квадрантов соединен с управляющими входами второго, четвертого, пятого и шестого переключателей, управляющий вход первого переключателя соединен с инверсным выходом, а управляющий вход третьего переключателя — с прямым выходом старшего раз— . ряда регистра хранения кода, неинвертирующие входы первого и второго входных операционных усилителей сое-. динены с шиной нулевого потенциала через соответствующие масштабирующие резисторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, устройство содержит первый и второй суммирующие усилители, седьмой, восьмой, девятый и десятый переключатели, при этом выход первого входного операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом, а выход первого развязываю щего усилителя — с инвертирующим входом первого суммирующего усилителя, выход которого соединен с аналоговым входом первого цифроуправляемого делителя, выход второго входного операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом, а выход второго развязывающего усилителя — с инвертирующим входом второго с уммирующе r о у с или теля, выход кото†рого соединен с аналоговым входом второго цифроуправляемого делителя, первый выход первого цифроаналоговоS го делителя через седьмой переключатель соединен с инвертирующим входом первого развязывающего усилителя и с его неинвертирующим входом, соединенным с шиной нулевого потенциала, а второй выход первого цифроуправляемого делителя через восьмой переключатель соединен с неинвертирующим входом первого развязывающего усилителя и с его инвертирующим входом, первый выход второго цифроуправляемого делителя через девятый переключатель соединен с инвертирующим входом второго развязывающего усилителя и с. его неинвертирующим входом, соединенным с шиной нулевого потенциала, второй выход второго цифроуправляемого делителя через десятый переключатель соединен с неинвертирующим входом второго развязывающего усилителя и с его инвертирующим входом, прямой выход второго по старшинству разряда регистра хранения кода соединен с управляющими входами седьмого, восьмого, девятого и десятого переключателей.