Цифровой преобразователь координат

 

1 (72) Авторы иэобретеяя я

В. Ф. Волынец, В. В. Клавинг, Т. А. Попов и И. И..Терентьева (7!} Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КООРДИНАТ

Изобретение предназначено для выполнения операции поворота прямоугольных координат, преобразования прямоугольных координат в полярные и, наоборот, преобразования полярных координат s прямоS угольные. Преобразователь может быть использован в специализированных вычислительных устройствамх.

Известно устройство, содержащее блок формирования: стробов, элементы И и

ИЛИ, блок умножения, блок памяти, триггер и коммутатор (1).

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных воэможностей, так как оно предназначено только для преобразования полярных координат в прямоугольные.

Наиболее близким по технической сушности к предложенному является устройст. во преобразования координат P), сойер- Эр жащее генератор тактовых импульсов, цифровые интеграторы, в том числе генератор синуса и косинуса, построенный на двух интеграторах, и счетчики, котсрое

2 реализует преобразование прямоугольных координат (Х,У) в полярные (Р,В), используя соотношения между ними в диф- ференциальной форме

Дх=ФР- ООь Ь+ Dd(cosB); (1)

В42) = Х4) +у4У . 4>)

Вычисления по формулам (1) и (2) реализуются в известном преобразователе с помощью девяти цифровых интеграторов и одного счетчика.

Основным недостатком укаэанного преобразователя является ограниченная область применения — только прямое преобразование (Х,У) в (p,B), так как для обратного .преобразования требуется другое число интеграторов и иные связы (саь- единения) между ними.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя, r.е. обеспечение решения ряда задач беэ изменения связей между интеграторами.

3,81

Поставленная цель достнгае-,ся тем, что в цифровой преобразователь координат, содержащий генератор тактовых импульсов, первый интегратор, выход которого подключен к первому входу второго интегратора, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, третий, четвертый, пятый и шестой интеграторы и три счетчика, дополнительно вве I дены элементы И, ИЛИ и блок задания начальных условий, причем выход генератора тактовьп импульсов подключен к

nepsoMy входу первого элемента И, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго интеграторов и с первым входом первого счетчика, груп— па выходов которого через первый элемент ИЛИ подключена к первому входу второго элемента И, выход которогого соединен с первым входом второго элемента.ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И, выход первого интегратора соединен с первыми входами третьего и четвертого интеграторов, выход второго интегратора подключен к первым входам пятого и шестого интеграторов, выходы третье-. го и пятого интеграторов соединены соответственно с первым и вторым входами второго счетчика, третий выход которого подключен к первому выходу блока задания начальных условий, выходы четвертого и шестого интеграторов соединены соответственно с первым и вторым входами третьего счетчика, третий вход которого подключен ко второму выходу блока задания начальных условий, третивыход которого соединен со вторым входом первого счетчика, вторые входы четвертого и пятого интеграторов соединены с четвертым выходом блока задания начальных условий, к пятому выходу которого подключены вовторые входы третьего и шестого интеграторов, группа выходов третьего счетчика через третий элемент ИЛИ .подключена к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы второГо и третьего элемента И являются управляющими входами преобразователя.

Выражения преобразования поворота координат на угол Ч

3 438. 4

4 где Х, У вЂ” координаты после поворота, дополнены очевидным соотХ=ycosЧ-эsiaМ >

3 = М cosg+ХЯп М у ношением сО8 ч

cps 9= ) d(cos М) (Я

5 0 э3ч ч бiпМ= 3 4(Мл Р) . (6)

Для постоянных Х и У подставляя (5) и (6(в (3) и (4), получаем

10 sin%

Х4(со Ч)- ) М(я1 У); о о

cps × Фпч 4(соуР)+ f xcf(sin q ) . .(я)

0 О

15 Устройство основано на решении соотношений (7) и (8(), Схема может быть преобразована в последовательную, содержащую один интегратор и запоминающее устройство для хранения данных Х, 20 У, Х, У, 1), и других промежуточных данных. B этом случае один интегратор выполняет функции всех интеграторов по очередно.

На чертеже представлена блок-схема

25 устр ойст ва.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый элемент И 2, первый счетчик 3, первый цифровой интегратор 4, второй цифровой интегратор

5, третий цифровой интегратор 6, четвертый цифровой интегратор 7, пятьф цифровой интегратор 8, шестой цифровой интегратор 9, второй счетчик 10, третий счетчик 11, второй элемент И 12, третий элемент И 13, первый элемент ИЛИ

14, второй элемент ИЛИ 15, третий элемент ИЛИ 16, блок 17 начальных условий.

Устройство работает следующим образом, 40

Йля определения Э и в регистры подынтегральной функции интеграторов 7 и 8 в счетчик 11 записывается Х, в регистры подынтегральной функции интегра- торов 6 и 9 и в счетчик 10 — Y ° В ин- .

0 тегратор 4 записывается код 1 О в интегратор 5 cosO, и на их входы неза,висимо переменной через элемент И 2 подается 0У (в виде тактовых импульсов) до тех пор, пока в счетчике 1 1 значение

Х станет равным нулю (элемент И 2 через элемент ИЛИ 15 запирается сигналом от элемента И 13, на один вход которого приходит управляющий сигнал преобразования Х, У в Ь, В„ а другой вход элемента

И 13 соединен с выходом элемента ИЛИ

16. В этот момент в счетчике 10 сформируется значение Э, а в счетчике 3 значение Ч

5 8134

Для перевода полярных координат в прямоугольные схема соединений интеграторов остается той же. Для вычислений Х и У по заданным значениям .И и Ч в идтеграторы 7 и 8 и счетчик 11 записывается Q в интеграторы 6 и 9 и счетчик

10 — нули, в счетчик 3 — Ч . В интегpaTopbl 4 и 5 (начальные значения котоо о рых соответствуют щО и со О подаются ol М до тех пор, пока счетчик 3 не »О обнулится, элемент И 2 в этом случае запирается через элемент ИЛИ 15 сигналом or элемента И 12, на один вход котсрого приходит управляющий сигнал преобразования З, В в Х, У, а другой вход элемента И 12 соединен с выходом элемента ИЛИ 14. Значения X и У будут с:формированы в счетчиках 11 и

10 соответственно.

Нредлагаемое изобретение обеспечи-. 20 вает преобразование прямоугольных координат в полярные и обратно, а также преобразование новорота координат на любой угол без изменения количества интеграторов, что обеспечивает возможность широкого применения устройства в специализированных вычислительных системах.

ЭЮ

Формула изобретения цифровой преобразователь координат, содержащий генератор тактовых импульсов, первый интегратор, выход которого подключен к первому входу второго интегратора, выход которого соединен с. первым входом первого интегратора, третий, четвертый, пятый и шестой интеграторы и три счетчика, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет преобразования полярнык координат в прямоугольные и поворота осей координат, в него дополнительно введены элементы И, ИЛИ и блок задания начальных условий, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к первому вхму пер38 6 вого элемента И, выход которого соединен со втсрыми входами первого и второго интеграторов и с первым ВхоАоМ первого счетчика, группа выходов кото- . рого через первый элемент ИЛИ подключен.к первому входу втсс»ого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго .элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И, выход первого интегратора соединен с первыми входами третьего и четвертого интеграторов, выход второго интегратора подключен к первым sxoдам пятого и шестого интеграторов, вы ходы третьего и пятого интеграторов соединены соответственно с первым и агорым входами второго счетчика, третий выход которого подключен к первому выходу блока задания начальных условий, выходы четвертого и шестого интеграторов соединены соответственно с первым и вторым входами третьего счетчика, третий вход которого подключен ко второму выходу блока задания начальных условий, третий выход которого соединен со вторым входом первого счетчика, вторые входы четвертого и пятого интеграторов соединены с четвертым выходом блока задания начальных условий, к пятому выходу которого подключены втсрые входы третьего и шестого интеграторов, группа выходов третьего счетчика через третий элемент ИЛИ подключена к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы второго и третьего элементов И являются управпяюшими входами преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 463986, кл. С» )»3 С> 7/22, 1975.

2. Майоров Ф. В. Электронные интегрирую»цие машины.М., Машиностроение,.

1962, с. 81 (прототип).

В13438

Составитель А. Ермаков

Редактор Т. Веселова Техред Н.Власенко, Корректор Н, Бабинец

Заказ 773/62 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иаобретений и открытий

11ЗОЭ8, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб„д. 415

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4