Функциональный преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и 736128 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 09.01.78 (21) 2568815/18-24(51) М. Кл.

G 06 G 7/26 с присоединением заявки J%—

Гасуднрставнный комитет (23) Приоритет по делам нзооретнннй н открытий

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19 (53) УДК 681.335.813 (088.8) Дата опубликования описания 26.05.80

И. M. Блюменау и Э. Х, Херманис (72) Авторы изобретения

Институт электроники и вычислительной техники

АН Латвийской CCP (7f) Заявитель (54) ФУНКБИОНА ЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислительных устройств, реализующих тригонометрические преобразования.

Известен функциональный преобразователь, содержащий реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, нелинейный элемент и схему управления (1), Выходным сигналом преобразователя является напряжение на выходе нелинейного элемента, в то время как остальные узлы выполняют задачу формирования на входе нелинейного элемента напряжения треугольной формы, конечная фаза которого д;оответствует аргументу.

Недостаток данного устройства - низкая точность, определяемая разрядностью реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя и погрешностью вольтамперной характеристики нелинейного але . мента.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является функциональ ный преобразователь, содержащий генератор опорного напряжения и фазовый детектор, первый вход которого соединен с первым выходом делителя частоты (2).

Недостаток этого устройства — большая погрешность преобразования при относительной конструктивной сложности устройства. Зта погрешность слагается из погрешности генератора импульсов переменной длительности, преобразующего значение аргумента в ширину импульсов, погрешности фаэочастотной характеристики избирательной схемы и погрешности фазового детектора.

Цель изобретения — повышение точности работы функционального преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь содержит генератор импульсов, измеритель напряжения, блок выделения импульсов и переключатель, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора опорного напряжения, а выход под7ЗВ12 кпючен ко второму входу фазового детектора, выход которого через генератор импульсов соединен со входом делителя частоты и первым входом блока выделения импульсов, второй вход которого является входом преобразователя, а третий вход соединен со вторым выходом делителя частоты, выход измерителя напряжения является выходом преобразователя, а его входы соединены соответственно с выхо- lp дом генератора опорного напряжения и выходом блока выделения импульсов.

Такое построение функционального преобразоватепя обеспечивает повышение точности его работы за счет того, чтс исключается зависимость результата преобразования от частоты синусоидапьного сигнала и параметров других узлов преобразователя. Повышение точности пред. пагаемого устройства обусловлено также gp отсутствием дополнительного преобразования. Указанные преимущества возможны благодаря тому, что в данном устройстве используется не только форма (мгно.венные значения ) синус оидапьного сигнала, но и его периодичность для компенсации фазового (частотного) рассогпасования и существенного снижения погрешности измерения мгновенного значения.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Функциональный преобразователь =одержит генератор 1 опорного напряжения (синусоидапьной формы), измеритель 2 напряжения„используемый в устройстве кяк измеритепь мгновенных значений напряжения, переключатель Э (режима работы), фазовый детектор 4, делитель 5 частоты, генератор 6 импульсов, структура которого предусматривает возмож- 4р ность его подстройки, блок 7 выделения импульс ов.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходной синусоидальный сигнал генератора 1 опорного напряжения частотой и амплитудой А поступает на измеритель 2 напряжения. На вход фазового детектора 4 с двух других выходов генератора 1 при атом поступают прямоугольные сигналы, передний фронт которых соответствует нулевой фазе синусоидального колебания в случае синуспреобраэования, либо фазе 90 в случае

0 косинус-преобразования, что определяется положением переключателя 3 (режи, ма работы). В установившемся режиме частота F следования прямоугольных импульсовгенеретора 6 импупьсовравнаР=И

4 ,rye N — емкость делителя 5 частоты, за счет действия ястатической системы фазовой автоподстройки частоты, включающей в себя генератор 6, делитель 5 частоты и фаз овы и детект ор 4, при че м фазы колебаний на входах фазового детектора 4 совпадают. При етом на выходе блока 7 выделения импульсов, конструктивно выполненного, например, в виде блока сравнения кодов, либо делителя частоты с переменным коэффициентом деления, формируются импульсы, которые в соответствии с кодом аргумента K(0 k(8) задержаны относительно переднего фронта импульсов на входах фазового детектора 4 на время А К(Е = i Е Мгновенное значение синусоидапьного напряжения, соответствующее данной задержке импульсов на выходе блока 7 выделения импульсов, равно при этом

11 =gqjii(K(N) для синусного преобразования либо

Дсos (К I N) для косинусного преобразования.

Это напряжение регистрируется измерителем 2 напряжения и поступает на выход преобразователя.

Конструктивно измеритель 2 напряжения содержит стробируемый дискриминатор, реверсивный счетчик и UAH, включенные в цепи обратной связи, что обеспечивает измерение с высокой точностью мгновенного значения напряжения как в аналоговом виде (на выходе ЦАП), так и в цифровом виде (на выходах реверсивного счетчика). Из приведенных формул также видно, что результат преобразования определяется только амплитудой синусоидапьного сигнала, стабильность которой достаточно легко обеспечить отношением K/N.

Предложенный преобразователь допускает различные форматы кода аргумента определяющие только выполнение блока 7 выделения импульсов.

Погрешность предлагаемого устройства определяется в основном следующими составщпощими: нелинейностью синусоидального напряжения, погрешностью измерения мгновенного значения.

Нелинейность синусоидального напряжения постоянной частоты может быть менее 0,1%, погрешность преобразования входного кода в фазу не превышает погрешности генератора импульсов переменной длительности, а погрешность измерения мгновенного значения в данном частотном диапазоне (10 — 10 Гц) также не

5 превышает долей процента, что существен736 128

Составитель О. Сахаров

Редактор А. Мотыль Техред М. Петко Корректор Т. Скворцова

Эаказ 2277/7 Тираж 751 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул., Проектная, 4

1но меньше погрешностей, вносимых изби рательной схемой и фазовым детектором в известном устройстве.

Формула изобретения

<фнкциональный преобразователь, содержащий генератор опорного напряжения и фазовый детектор, первый вход которого соединен с первым выходом делителя частоты, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит генератор импульсов, измеритепь . напряжения, бпок выделения импульсов и . переключатель, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора опорного напряжения, а выход подключен ко второму входу фазового детектора, выход которого через генератор импульсов соединен со входом депителя частоты и первым входом блока выделения импульсов, второй вход которого являетс@ входом преобразователя, а третий вход соединен со вторым выходом делителя частоты, выход измерителя напряжения является выходом преобразователя, а его входы соединены соответственно с выходом генератора опорного напряжения и выходом блока вьщеления импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Х. Авторское свидетельство СССР

Ло. 283693, кл. 6 06 G 7/26, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Л". 44 934 9, кл. G 06 G 7/26, 1974 (прототип) .