Тригонометрический время-импульсный преобразователь

 

Сущность изобретения: устройство содержит цифроаналоговый преобразователь двоичного кода угла в широтно-импульсный сигнал, перекидной переключатель, сглаживающий конденсатор, два операционных усилителя, шесть масштабных резисторов, интегрирующий конденсатор. 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 06 6 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 - »»»

1, -" :

» 1» 1;4

ТЕ Щ рц

ИОТЕ; А

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792277/24 (22) 25.12.89 (46) 15.08,92. Бюл. М 30 (71) Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики (72) В.H,Áðîäîâñêèé, Д,M.Ìîðîçîâ и А,Д.Морозов (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 963041, кл, G 08 С 11/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1506457, кл. G 06 G 7/22, 1987.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может .быть использовано в автоматических аналого-дискретных системах управления и контреля.

Известны тригонометрические преобразователи цифрового кода угла в промежуточный широтно-импульсный сигнал, используемый для управления электронными ключами, осуществляющими формирование требуемой тригонометрической зависимости на вЫходе преобразователя, Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому устройству является преобразователь, содержащий два операционйых усилителя и два идентичных им.пульсных делителя напряжений, на которые с помощью электронного ключа подается поток прямоугольных импульсов, относительная длительность которых пропорциональна цифровому коду угла. Средние значения выходных напряжений, снимаемых со среднйх точек импульсных делителей, пропорциональны синусу и косинусу входного угла, заданного цифровым кодом.

Недостатками прототипа являются узкий рабочий диапазон, ограйиченный од„„Я2,, 17553ОО А1

1 (54) ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Сущность изобретения: устройство содержит цифроаналоговый преобразователь двоичного кода угла в широтно-импульсный сигнал, перекидной переключатель, сглаживающий конденсатор, два операционных усилителя, шесть масштабных резисторов, интегрирующий конденсатор. 1 ил.

Ф

О» ним квадрантом, и сравнительно низкая точность преобразования.

Цель изобретения — расширение диапазона работы устройства и повышение его точности, На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2эпюры замкнутых и р»азомкнутых состояний перекидного электронного ключа.

Преобразователь включает цифроаналоговый преобразователь 1 входного двоичного кода угла в Широтно-импульсный сигнал (ЦАПШИ), перекидной электронный ключ 2, сглаживающий конденсатор 3, два операционных усилителя 4, 5, масштабные резисторы 6-11, интегрйрующий конденсатор 12.

Устройство работает следующим образом.

Цифровой код угла. поступающий на вход ЦАПШИ 1, преобразуется на его выходе в последовательность импульсов с постоянным периодом повторения, относител ьная длительность которйх пропорциональна входному коду.

1755300

В результате действия управляющих импульсов с выхода ЦАПШИ в течение времени t1замкнуты контакты 1-2 перекидного ключа 2, а в течение времени t2 — контакты

2-3, где Т вЂ” t1 + t2 — период повторения импульсов управления перекидным электронным ключом с выхода ЦАПШИ, Если выбрать номинал конденсатора С такой величины, чтобы можно было пренебречь величиной пульсирующей составляющей йапряжения йа нем в устайбвиашемся режиме работы ключа, то динамическое равновесие приращений и потерь заряда конденсатора запишем в виде

15

t1 12 гзар — =1разр —

Т Т

t1 или, обозначив — = X, перепишем

20 эзар X = !разр (1 — Х), E 02

U1=-r (+ 2), r где р — номинал третьего и четвертого масштабных резисторов, соединяющих выход второго операционного усилителя с инвер- 35 тирующими входами первогои второго операционного усилителя;

02= азсср р откуда

Ог=е . (г) 4е

1-„ Х(1 -Х) B общем случае, когда в схему включен конденсатор С любого номинала, выходное напряжение схемы определяется выраже- 50 нием

Х 1-Х ц е а > д р)

Я х г- х 1-х 55 (1-е в (1-е в)(1-е в ) д В=т °

ВС если ввести обозначение — = Ъ где iaap =, 1разр = — R, откуда Uc = 25, =01 X и среднее значение напряжения на конденсаторе 4ср 01 Х (1 Х).

С другои стороныy х 1-Х

В(1-е в)(1-е- в) Ф(х) = х х 1-Х (1-е в) — В (1-е в) (1-е в ) тогда получим. следующее выражение для ошибки аппроксимации синусоидальной зависимости, (3) Выражение (3) содержит три независиг RC мых переменных: Х, — и В =

В предложенном техническом решении благодаря подбору конструкционных параг RC: метров — и — можно существенно повыR Т сить точность аппроксимации и диапазон изменения функции синуса (или косинуса) увеличить до 180О.

Исследования, проведенные с йомощью ЭВМ (ЕС 1033), показали, что наименьшая погрешность аппроксимации зависимостей синуса или косинуса во всем диапазоне изменения угла (0-180 ), не превышающая значения +8,5 10, получается при следующих значениях конструктивных параметров схемы: — = 1 8294 — 1,831;

= 0,28 — 0,29.

Формула изобретения

Тригонометрический время-им пульсный преобразователь, содержащий преобразователь цифрового кода угла в широтно-импульсный сигнал, вход которого является входом устройства, а выход соединен с управляющим входом переключателя, первый операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый масштабный резистор. подключен к шине задания эталонного напряжения. через второй масштабный резистор — к его выходу, а через третий масштабный резистор — к выходу второго операционного усилителя, подключенного через параллельно включенные четвертый масштабный резистор и интегрирующий конденсатор к его инвертирующему входу, замыкающий и размыкающий контакты переключателя подключены к первым выводам соответственно пятого и шестого масштабных резисторов, первый вывод сглаживающего конденсатора и неинвертирующие входы перво о и второго, операционных усилителей соединены с ши1755300

Составитель Д; Морозов

Техред М,Моргентал

Корректор. M. Петрова

Редактор М. Циткина

Заказ 2895. Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ и й- теля, причем отношение номинала второго с я тем, что, с целью расширения динамиче- масштабного резистора к номиналу равных ского диапазона и повышения точности, в по величине пятого и шестого масштабных нем перекидной контакт переключателя со- резисторов равно г/R = 1,8294-1,831, где гединен с вторым выводом сглаживающего. 5 номинал второго масштабного резистора, R конденсатора. вторые выводы пятого и ше- — номинал пятого (или шестого) масштабностого масштабных резисторов подключены го резистора, а номинал сглаживающего соответственно к выходу первого и инверти- конденсатора С должен удовлетворять услорующему входу второго операционных уси- вию С - R/Ò -. 0,28-0,29, где Т вЂ” период лителей, выход второго операционного 10 повторения импульсов управления переусилителя является выходом преобразова- ключателя,