Синусно-косинусный функциональный преобразователь

 

ик1Фи! НО-тель,еокаь библио гама МЬА

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

50326I

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— ((22) Заявлено 06.06.74 (21) 2031419/18-24 с присоединением заявкп М— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.76, Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 20.10.76 (51) М.Кло. б 06J 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72 Авторы изобретения

А. М. Косолапов и В. Н. Скакунов

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматики, информационно-измерительной и вычислительной техники.

Известен синусо-косинусный функциональный преобразователь, содержащий цифро-управляемый формирователь прямоугольных импульсов, выходы которого разделены на две группы и подключены к входам двух формирователей ступенчатых напряжений.

Недостатки известного преобразователя следующие: невысокая точность ступенчатой аппроксимации; воспроизведение синусной и косинусной зависимостей при помощи соответствующих им рядов Фурье-Уолша приводит к значительному усложнению устройства вследствие необходимости формирования напряжений, представляющих функции Уолша из состава обоих рядов, и установки соответствующих коэффициентов разложения.

Предложенный преобразователь отличается тем, что, с целью упрощения и повышения точности преобразования, он дополнительно содержит сумматоры, управляемый ключ и два блока цифро-аналогового преобразования, первые входы которых подключены к входам преобразователя, а вторые — к выходам соответственно двух сумматоров приращений, первые входы которых подсоединены к выходу

2 управляемого ключа и первому входу первого выходного сумматора, а вторые — к первому входу второго выходного сумматора; вторые входы выходных сумматоров связаны с выходами соответствующих блоков цифро-аналогового преобразования; выходы формирователей ступенчатых напряжений соединены с входами первого и второго сумматоров; выход первого сумматора связан с входом второго выходного сумматора, а выходы второго — с входами управляемого ключа, управляющий вход которого подключен к входу преобразователя.

Введение дополнительных элементов, соединенных указанным образом, позволяет с помощью одного ряда Фурье-Уолша, представляющего функцию Ь|плх и содержащего только чстныс функции Уолша, вопроизводить функции %пах и Созлх. Это приводит к зна2п чительному упрощению схемы преобразователя вследствие того, что существенно упрощается схема цифро-аналогового формирователя прямоугольных напряжений, так как число используемых функций Уолша вдвое меньше, чем в схемах известных преобразователен.

Следовательно, сокращается цифровая часть формирователя и вдвое уменьшается число точных двухпозиционных ключей, обычно используемых для нормирования уровней назр пряжепий, представляющих функции Уолша.

503261

Кроме тьго, также вдвое уменьшается число прецизионных переменных резисторов, устанавливаемых во входных цепях суммирующих устройств для задания соответствующих коэффициентов разложения, что значительно упрощает схемы формирователей ступенчатых напряжений.

Линейная интерполяция воспроизводимых функций, которая используется в предлагаемом преобразователе, при равных затратах оборудования оказывается гораздо более эффективным средством повышения точности, чем увеличение порядка аппроксимирующего полинома Фурье-Уолша.

На чертеже приведена блок-схема описываемого преобразователя.

Преобразователь содержит цифро-управляемый формирователь 1 прямоугольных импульсов, блоки 2 и 3 цифро-аналогового преобразования, формирователи 4 и 5 ступенчатого напряжения, сумматоры б и 7, сумматоры приращений 8 и 9, управляемый ключ 10, выходные сумматоры 11 и 12, а также входные шины 13.

В предлагаемом преобразователе для воспроизведения функций $1пчх и Созлх используется представление функции

f(x) = $1плх(0 (х < 1) с помощью ряда Фурье-Уолша. Значения функции $1плх задаются в двоично-рациональных точках 1Ч = — —, где К = 0,1,2 ...2 — 1.

К вЂ” n

2"

Значения дискретного аргумента N определяют и старших разрядов двоичного кода.

Точность аппроксимации может быть увеличена при переходе к кусочно-линейной интерполяции, которую можно осуществлять линейным преобразованием приращения, получаемого функцией $1плх или созлх на двоичном отрезке 2 ". Для этого используются m младших разрядов двоичного кода аргумента.

Указанное преобразование может быть выполнено линейным цифро-аналоговым преобразователем, на цифровые входы которого подается параллельный двоичный код, а на аналоговый — напряжение, соответствующее приращению функции.

Воспроизводимые зависимости аппроксимнруются кусочно-линейными функциями вида:

Sin(nO) = Sin л — )+, 1 (1)

Лк(Яп) Cos (nO) = Соз,л „) + - - (2) ) К 1 Лк (Cos) где Π— код дискретного аргумента размерностью n + т.

Алгоритм функционирования преобразователя реализует преобразования, описываемые выражениями (1) и (2).

Преобразователь работает следующим образом.

При поступлении дискретного аргумента на вход устройства код старших разрядов

40 подается на входы цифро-управляемого формирователя 1 прямоугольных импульсов. На выходе сумматора б и управляемого ключа 10 формируются напряжения, соответствующие значениям функции Sinnx и Совах в узлах интерполяции. Так как значение функции

СозлУ.зависит от величины аргумента Л, то при N (1/2, что соответствует «О» в старшем разряде, управляемый ключ 10 подключает прямой выход сумматора 7 к первому входу выходного сумматора 12. Если в старшем разряде «1», т. е. N ) 1/2, то ключ 10 разрывает коммутируемую ранее цепь и подключает инверсный выход сумматора 7. Напряжения с выходов сумматора б и ключа 10, поступая на соответствующие, прямые и инвертирующие входы сумматоров приращений 8 и 9, формируют на их выходе напряжения, представляющие приращения функции Sin x и

Совах на соответствующем двоичном отрезке.

Указанные напряжения подвергаются линейному преобразованию на блоках 2 и 3 цифро-аналогового преобразования, управляемых по цифровому входу двоичным кодом младших разрядов. При суммировании сумматором 11 напряжений с выходов блока 2 цифроаналогового нреобразования и сумматора 6 на выходе сумматора 11 формируется напряжение, соответствующее значению аппроксимирующей кусочно-линейной функции согласно выражению (1). Выходное напряжение сумматора 12, суммирующего напряжения с выходов блока 3 цифро-аналогового преобразования и ключа 10, соответствует значению аппроксимирующей функции согласно выражению (2).

Предлагаемый преобразователь может найти применение при построении функциональных узлов вычислительных устройств и в цифровых компенсаторах переменного тока.

Формула изобретения

Синусно-косинусный функциональный преобразователь, содержащий цифро-управляемый формирователь прямоугольных импульсов, две группы выходов которого подключены к входам двух соответствующих формирователей ступенчатых напряжений, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности преобразования, он дополнительно содержит сумматоры, управляемый ключ и два блока цифро-аналогового преобразования, первые входы которых подключены к входам преобразователя, а вторые — к выходам соответственно двух сумматоров приращений, первые входы которых подключены к выходу управляемого ключа и первому входу первого выходного сумматора, а вторые — к первому входу второго выходного сумматора; вторые входы выходных сумматоров соединены с выходами соответствующих блоков цифро-аналогового преобразования; выходы формирователей ступенчатых напряжений соединены

503261

Составитель О. Сахаров

Техред T. Курнлко

Корректор М. Лейзерман

Редактор Н. Корченио

Изд. № 112б Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4(5

Заказ 3791

МОТ, Загорскии филиал

5 входами первого H BTop0I о сумматоров; Bblход первого сумматора соединен с входом второго выходного сумматора, а выходы второго — с входами управляемого ключа, управляющий вход которого подключен к входу преобразователя.