Устройство для преобразования координат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении задач, связанных с вращением координатной системы на плоскости. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит с первого по четвертый мультиплексоры 1-4, первый и второй операционные усилители 5, 6, первый и второй умножающие цифроанапоговые преобразователи (ЦАП) 7 и 8, с первого по четвертый ключи 9-12, первый и второй сумматоры 13, 14, с первого по двад2S X 28 (Л со N) 1C СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 (5D 4 G 06 G 7 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОБУСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4029676/24-24 (22) 26.02.86 (46) 30.07.87. Бюл. К 28 (7 1) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (72) В.В.Аристов, А.А.Матвиенко и Г.М.Вишневая (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

_#_I 1098009, кл. G 06 G 7/22, 1983.

Электроника, 1981, У 19, с. 76 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

КООРДИНАТ

„„SU„„1327129 A1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении задач, связанных с вращением координатной системы на плоскости. Цель изобретения — повышение точности. Устройство содержит с первого по четвертый мультиплексоры

1-4, первый и второй операционные усилители 5, 6, первый и второй умножающие цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 7 и 8, с первого по четвертый ключи 9-12, первый и второй сумматоры 13, 14, с первого по двад1327129 цать третий масштабирующие резисторы 15-37, два информационных входа, два выхода и шину кода угла. С помощью мультиплексоров, управляемых тремя старшими разрядами кода угла, из масштабирующих резисторов и операционных усилителей составляется одна из восьми схем, выполняющих поворот системы координат на угол, кратный

45 . Поворот в пределах одного октан0 та осуществляется с помощью умножаюИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении задач, связанных с вращением координатной системы на плоскости.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для преобразования координат содержит с первого по четвертый мультиплексоры 1-4, первый н второй операционные усилители 5,6, умножающи цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) .7,8, с первого по четвертый ключи 9-12, первый и второй сумматоры 13, 14, с первого по двадцать третий масштабирующие резисторы 15-37, информационные входы 38, 39, выходы

40, 41, шину 42 кода угла.

Устройство работает следующим образом.

Мультиплексоры 1-4, операционные усилители 5,6, а также масштабирующие резисторы 15-27 предназначены для дискретного поворота осей координат на угол и 45, где п 0,1,2...7.

Умножающие ЦАП 7,8 сумматоры 13, 14, а также резисторы 28-33, 36, 37 предназначены для поворота осей координат и пределах от 0 до 45 . Ключи 9-12 а также резисторы 34, 35 предназначены для коррекции преобразования при о повороте осей от 22,5 до 45 (в каждом октанте).

На входы 38, 39 поступает значение прямоугольных коррдинат х „, у „ а на шину 42 — код угла поворота. щих ЦАП, сумматоров и перекрестных обратных связей, реализующих приближенно тригонометрические формулы по-. ворота. С помощью ключей, управляемых четвертым разрядом кода угла, осуществляется коррекция аппроксимации в зависимости от того, принадлежит угол первой или второй половине октанта.

Общий угол поворота неограничен, максимальная погрешность составляет

0,17 . 1 ил.

Мультиплексоры 1-4, подключая к входам операционных усилителей 5 6. резисторы связанные с аналоговыми входами устройства, а также резисторы

5 18, 19, 22, соединенные с шиной нулеаог о потенциала, вместе с резисторами

24-27 формируют одну из восьми схем, выполняющую поворот осей на угол, кратный 45 . Дискретный угол поворота

10 зависит от состояния трех старших разрядов шины 42 коды угла, которые управляют мультиплексорами 1-4. Все повороты выполняются без методической погрешности. Резисторы 17, 18, 15 22-27 выбирают равными по величине

R, резисторы 15, 16, 20, 21 равны по величине и соответствуют 1И2, а резистор 19 равен К/V2.

На выходах операционных усилите20лей 5 и 6 образуются сигналы х и у, которые соответствуют преобразованным координатам вектора.

Сигналы на выходах устройства будут равны

25 х„,„- x + - - "- ((й + lg) ц+ la);

30 где Ы = 0,397 у= 0,0338 ;

8 0,395;

1 — двоичное значение четвертого

35 старшего разряда кода угла (единица соответствует углу

22,5 ).

После преобразования имеем: х и хсоз y + ys in ;

13271 (1) 29

45 у р„= хэлпy + ycosyэ

/3 где 4 = (1 rg).

8 .5

Для выполнения поворотов осей на отрицательный угол необходимо подать на шину 42 кода угла значение угла в дополнительном коде. Повышение точности преобразования координат достигается эа счет точного формирования восьми дискретных поворотов на углы, кратные 45, и использования различной аппроксимации в двух диапазонах ,угла (0-22,5 ) при 1 0 и (22,545 ) при 1 1. Смена аппроксимации осуществляется четвертым разрядом шины 42 кода угла посредством ключей

9-12. Погрешность по углу в диапазоне р не превышает 0,075 при 1 0 и 0,17 при 1 1.

Формула изобретения

Устройство для преобразования координат, содержащее два мультиплексора, выходы которых соединены с неинвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей и через первый и второй масштабирующие резисторы — с шиной нулевого потенциала, выходы операционных усилителей соединены Соответственно через третий и четвертый масштабирующие резисторы с их инвертирующими входами, а через пятый и шестой масштабирующие резисторы — с суммирующими входами первого и второго сумматоров соответственно, выходы которых являются выходами устройства, первый и 4О второй умножающие цифроаналоговые. преобразователи, кодовые входы которых соединены с группой младших раз-

Рядов шины задания кода угла, а аналоговые входы соответственно через седьмой и восьмой масштабирующие резисторы соединены с общим выводом девятого и десятого масштабирующих ре- . зисторов, включенных последовательно между выходами первого операционного 50 усилителя и первого сумматора, и с общим выводом одиннадцатого,и двенадцатого масштабирующих резисторов, включенных последовательно между выходами второго операционного усилите- 55 ля и второго сумматора, выходы первого и второго умножающих цифроаналоговых преобразователей соединены с вычитающим входом второго сумматора и с суммирующим входом первого сумматора соответственно, два старших разряда шины задания кода угла соединены с соответствующими входами группы управляющих входов мультиплексоров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит третий и четвертый мультиплексоры, четыре ключа и масштабирующие резисторы с тринадцатого по двадцать третий, при этом третий старший разряд шины задания кода угла соединен с соответствующим входом группы управляющих входов мультиплексоров, а группы управляющих входов третьего и четвертого мультиплексоров соединены с соответствующими управляющими входами первого и второго мультиплесоров, каждый мультиплексор имеет по восемь информационных входов, с первого. по восьмой, первый и третий информационные входы третьего мультиплексора, пятый и седьмой информационные входы первого мультиплексора соединены между собой и через тринадцатый масштабирующий резистор соединены с шиной нулевого потенциала, второй, шестой, восьмой и четвертый информационные входы соответственно третьего, первого, четвертого и второго мультиплексоров соединены между собой и через четырнадцатый масштабирующий резистор соединены с шиной нулевого потенциала, шестой, второй, четвертый и восьмой информационные входы соответственно третьего, первого, четвертого и второго мультиплексоров соединены между собой и через пятнадцатый и шестнадцатый масштабирующие резисторы соединены соответственно с первым и вторым информационными входами устройства, четвертый, пятый информационные входы третьего мультиплексора, первый информационный вход первого мультиплексора, третий информационный вход четвертого мультиплексора, седьмой информационный вход второго мультиплексора объединены и через семнадцатый масштабирующий резистор соединены с первым информационным входом устройства, седьмой информационный вход третьего мультиплексора, третий и четвертый информационные входы первого мультиплексора, пятый информационный вход четвертого мультиплексора, первый информационный вход второго мультиплексора объединены и через восемнадцатый масштабирующий резистор

Составитель Г.Осипов

Редактор M.Бандура Техред В.Кадар Корректор М. Пожо

Заказ 3393/47, Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 132712 соединены с вторым информационным входом устройства, восьмой, шестой и вто- рой информационные входы соответственно третьего, четвертого и второго мультиплексоров объединены и через девятнадцатый масштабирующий резистор соединены с вторым информационным входом устройства, восьмой, второй и шестой информационные входы первого, четвертого и второго мультиплексо- Я ров объединены и через двадцатый масштабирующий резистор соединены с первым информационный входом устройства, первый и седьмой информационные входы четвертого мультиплексора, тре- f5 тий и пятый информационные входы второго мультиплексора объединены и через двадцать. первый масштабирующий . резистор соединены с шиной нулевого потенциала, выходы третьего и четвер-2п того мультиплексоров соединены .с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей, первый ключ включен параллельно седьмому, а второй ключ — параллельно восьмому масштабирующим резисторам, двадцать второй масштабирующий резистор и соединенный с ним последовательно третий ключ включены между выходом первого умножающего цифроаналогового преобразователя и общим выводом девятого и десятого. масштабирующих резисторов, двадцать третий масштабирующий резистор и соединенный с ним последовательно четвертый ключ включены между выходом второго умножающего цифроаналогового преобразователя и общим выводом одиннадцатого и двенадцатого резисторов управляющие входы всех ключей соединены с четвертым разрядом шины кода угла.