Преобразователь координат

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения .повьшение точности. Преобразователь содержит четыре сумматора, два суммирующих усилителя, два умножающих цифроаналоговых преобразователя,блок памяти, шестнадцать переключателей. Суммирующие усилители содержат по операционному усилителю, по восемь масштабирующих резисторов и по два ключа. Код угла поворота и прямоугольные координаты поступают на соответствующие шины. Четыре старших разряда кода используются для поворота вектора на угол, кратный половине октанта, младшие разряды - для вращения в пределах от -22,5 до +22,5 . При этом, тригонометрические соотношения , описывающие поворот координат на плоскости, аппроксимируются дробно-рациональными функциями. Погрешность аппроксимации не превьшает 0,07 по углу. 1 ил., 1 табл. (Л со 1чЭ 00 QO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„1 28827 А1 дц 4 С 06 С 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДА/, СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4029027/24-24 (22) 26.02.86 (46) 07.08.87. Бюл. N 29 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (72) В.В,Аристов и А,А.Матвиенко (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1098009, кл, G 06 6 7/22, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1247901, кл. G 06 G 7/22, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КООРДИНАТ (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения.повьппение точности. Преобразователь содержит четыре сумматора, два суммирующих усилителя, два умножающих цифроаналоговых преобразователя, блок памяти, шестнадцать переключателей.

Суммирующие усилители содержат по операционному усилителю, по восемь масштабирующих резисторов и по два ключа. Код угла поворота и прямоугольные координаты поступают на соответствующие шины. Четыре старших разряда кода используются для поворота вектора на угол, кратный половине октанта младшие разряды — для враУ о щения в пределах от -22,5 до +22,5

При этом тригонометрические соотношения, описывающие поворот координат на плоскости, аппроксимируются дробно-рациональными функциями. Погреши Е ность аппроксимации не превьппает 0,07 по углу. 1 ил., 1 табл.

1328827

1 - Г2 х (1+а--- — -)

Ф

2 (4) (5) К= 0,397

fbi õ вых

Изобретение относится к вычисли тельной технике.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

На чертеже изображена схема преобразователя координат.

Преобразователь содержит первый— четвертый сумматоры 1-4, суммирующие усилители 5 и 6, первый 7 и второй 8 умножающие цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), блок 9 памяти, пятый 10, девятый 11, шестой 12, десятый 13, седьмой 14, первый дополнительный 15, восьмой 16, второй дополнительный 17, третий дополнительный 18,.четвертый дополнительный 19, пятый дополнительный 20, шестой дополнительный 21, третий 22, четвертый 23, второй 24 и первый 25 переключатели, ключи 26-29,первый-восьмой масштабирующие резисторы первой и второй групп 30-45, операционные усилители 46 и 47, шина 48 задания кода угла поворота, шины 49 и 50 за 25 дания первой и Второи прямоугольной координаты соответственно.

Преобразователь работает следующим образом.

Входные сигналы Х иу, соответ- 30 bx ствующие абсциссе и ординате исходного вектора, поступают на переключатели 10 — 17. Каждый переключатель под воздействием управляющего сигнала с уровнем логического 0" соединяет выход с первым аналоговым входом (верхним), а при воздействии управляющего сигнала с уровнем логической "1" — с вторым аналоговым входом. На выходах первого 5 и второго 6 суммирующих уси-4О лителей образуются промежуточные сигналы Х и У, соответствующие координатам вектора в системе координат, повернутой на угол, равный п 45 + 180, где n = О, 1, 2,..., ?. Ключи 26-29 4> с первого по четвертый, управляемые сигналом с выхода блока 9 памяти, вместе с резисторами 42-45 предназначены для устранений искажения модуля вектора при повороте осей на углы (2п + 1) 22,5 + 180, Промежуточные сигналы Х и Y равны

Х = (сХ܄— еХ ь„+ ЬУ ь сЛ ьх

1- г х (1+а — — -- );

2 (dX Ь вЂ” bXb + сУbx УЬ ) гдеа, Ь, с, d е — коэффициенты, принимающие значения О или "1", соответствующие двоичным сигналам на выходах блока 9 памяти.

Информация, содержащаяся в блоке

9 памяти, представлена таблицей.

Для получения зависимостей (1) необходимо выбрать резисторы 30-41 равными R а резисторы 42-45 равными

R!(42 — 1) .

Поворот осей в пределах -22,5

22,5 выполняется первыми 7 и вторым

8 умножающими ЦАП, сумматорами 1-4, переключателями 18-25.

Напряжение на аналоговом входе умножающего ЦАП 7 равно

+ (Х „— Х) — — . (2) 1

Вых 2 причем знак определяется переключателями 18 и 19.

Напряжение на аналоговом входе второго умножающего ЦАП 8 равно

U = +(Y — Y„,„), (3) знак определяется состоянием переклю— чателей 20 и 21.

Выходные токи умножающих ЦАП npoIIopUHoHBJIhHbl прямому (на первом выходе) и дополнительному (1 — К) коду (на втором выходе)., поступающему с младших разрядов шины 48, К = О - 1.

Выходные сигналы преобразователя имеют вид

Yвых ) ЫK

1 вых 2 вых х

Y = -Y - --,— (Х вЂ” Х) pLK

2 вых

После преобразования можно получить

-Х соз --- К вЂ” Y з 1п — — К;

8 8 (. и и

Х sin- — К вЂ” Y cos — -К

8 8

1328827

Ь о угол — — К + 180

55 что соответствует повороту осей на

Для получения однонаправленного вращения осей координат при линейном нарастании кода угла используются

-переключатели 22-25, действие которых эквивалентно инвертированию цифрового кода ° Устройство способно поворачивать оси координат на угол больше, чем 360, при этом старшие разряды кода угла не учитываются. Для выполнения поворота осей на отрицательный угол необходимо подать на шину 48 значение угла в дололнительном коде. формула изобретения

Преобразователь координат, содержащий четыре сумматора, два суммирующих усилителя, блок памяти, группа входов которого соединена с двумя старшими разрядами шины задания кода угла поворота, два умножающих цифроаналоговых преобразователя, кодовые входы которых соединены с группой младших .разрядов шины задания кода угла поворота и десять переключателей, при этом выход первого сумматора соединен с аналоговым входом первого, а выход второго сумматора с аналоговым входом второго умножающего цифроаналогового преобразователя, прямой и первого суммирующего усилителя, первым инвертирующим и первым неинвертирующим входами второ го суммирующего усилителя соответственно, шина задания второй прямоуголь. ной координаты соединена с первыми информационными входами девятого, десятого, первого и второго дополни-тельных переключателей, вторые информационные входы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а выходы соответственно с вторым инвертирующим .и вторым неинвертирующим входами первого суммирующего усилителя, вторым инвертирующим и вторым неинвертирующим входами второго суммирующего усилителя, инвертирующий вход первого сумматора через третий дополнительный переключатель соединен с выходами третьего сумматора и первого суммирующего усилителя, неинвертирующий вход первого сумматора через четвертый дополнительный переключатель со5

45 единен с выходами первого суммирующего усилителя и третьего сумматора, инвертирующий вход второго сумматора через пятый дополнительный переключатель соединен с выходами четвертого сумматора и второго суммирующего усилителя, неинвертирующий вход второго сумматора через шестой дополнительный переключатель соединен с выходами второго суммирующего усилителя и четвертого сумматора, выход первого суммирующего усилителя соединен с вторым входом третьего сумматора, выход второго суммирующего усилителя с вторым входом четвертого сумматора, третий и четвертый старшие разряды шины задания кода угла поворота соединены с соответствующими входами группы входов блока памяти, причем четвертый разряд соединен с управляющими входами первого, второго, третьего, четвертого переключателей, третьего дополнительного, четвертого, пятого и шестого дополнительных переключателей, первый выход блока памяти соединен с управляющими входами пятого дополнительный выходы которого соединены через первый переключатель с шиной нулевого потенциала и через второй переключатель — с первым входом третьего сумматора, прямой и дополнительный выходы первого умножающего цифроаналогового преобразователя соединены через третий переключатель с шиной нулевого потенциала и через четвертый переключатель с первым входом четвертого сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, преобразователь содержит шесть дополнительных переключателей, а каждый суммирующий усилитель содержит один операционный усилитель, два ключа и восемь масштабирующих резисторов, при этом в каждом суммирующем усилителе между первым и вторым инвертирующими входами и инвертирующим входом операционного усилителя включены первый и второй масштабирующие резисторы, между первым и вторым неинвертирующими входами и неинвертирующим входом операционного усилителя включены третий и четвертый масштабирующие резисторы, между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя включен пятый, а между неинвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала—

5, 1328827 6 шестой масштабирующий резистор, седь- первым неинвертирующим входами и пер мой масштабирующий резистор и соеди- вого дополнительного переключателей, ненный с ним последовательно пер- второй выход — с управляющими входавый ключ включены параллельно пято- ми восьмого и девятого переключатему, а восьмой масштабирующий резистор 5 лей, третий выход — с управляющими и соединенный с ним последовательно входами шестого и второго дополнивторой ключ включены параллельно ше- тельного переключателей, четвертый стому масштабирующему резистору, ши- . выход блока памяти — с управляющими на задания первой прямоугольной коор- входами седьмого и десятого переклюдинаты соединена с первыми информа- 1О чателей, пятый выход блока памяти социоными входами пятого, шестого,седь- единен с управляющими входами клюмого и восьмого переключателей,. вто- чей, суммирующих. усилителей, при этом рые информационные входы которых со- выходы третьего и четвертого суммаединены с шиной нулевого потенциала, торов являются выходами преобразоваа выходы — с, первым инвертирующим и. 15 теля.

Угол поворота, град

1 2 3 4 (а) 2(b) 3(с) 4(d) 5(е

0 + 180

45 + 180

45 + 180

1 1

0 0

0 0

0 1.0

0 бх45 + 180

0 6x45 + 180

1 7х45 + 180

1 7x45 + 180

О+ 180

Старшие разряды кода угла . Выходы блока памяти

1 1

0 1

1 0

0 0

1 1

0 .1

0 0

1 1

0 1

0 0

1 1

0 1

1 0

0 2х45 + 180

0 2x45 + 180

0 Зх45 + 180

0 Зх45 + 180

0 4х45 + 180

0 4x45 + 180

0 5x45 + 180.

0 5х45 + 180

1328827

Составитель Г.Осипов

Редактор M.Áëàêàð Техред И.Попович Корректор Л.Бескид

Заказ 3439/51 Тираж б72 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