Устройство для выполнения тригонометрических преобразований

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскни

Соцналнстнческни

Реслублнк

<»i934498 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 051180 (21) 3002692/18-24

)и)М.К .

G G 7/22 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

1 осулирственный комитет

СССР но лелвм изобретений и открытий

Опубликовано 070682 Бюллетень ¹ 21 (53) УДК 681. 33 (088. 8) Дата опубликования описания 07.06.82 (72) Автор изобретения

A.Â.Øìoéëoâ

ll е I

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена;:-Трудового. ..

Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кй) бва (71) Заявитель.а..

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ

ПРЕОБРАЗОВАНИЙ

20

30

Изобретение относится к.аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения блоков АВМ, приборов, систем измерения, контроля, управления °

Известно устройство, которое осуществляет секансно-косекансное преобразование (1).

К недостаткам этого устройства относятся большая сложность схемы, невысокая точность и невозможность реализации остальных круговых тригонометрических функций.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, в котором гармоническое напряжение генератора подвергается векторному (амплитудно-фазовому) преобразованию, преобразованное напряжение сравнивается по фазе с сигналом задатчика аргумента, и раэностное напряжение воздействует на параметры векторного преобразования.

Для векторного преобразования гармонического напряжения применен фазосдвигающей (на 90о) усилитель с регулируемым коэффициентом передачи и сумматор, на выход» которого образуется сумма гармонического напряжения генератора и регулируемого ортогонального ему напряжения.

Напряжения на выходах сумматора и фазосдвигающего усилителя пропорциональны разным тригонометрическим зависимостям входного сигнала — аргумента, обусловленным векторным преобразованием синусоидальных величин по правилу параллелограмма. Если фазосдвигающнй усилитель обеспечивает фазу выходного напряжения относительно входного 90, то на выходе сумо матора получается секансное, а на выходе фазосдвигающего усилителя котангенсное преобраВование (2).

Однако известное устройство не может выполнять синусно-косинусное преобразование. Недостатком устройства является также погрешность фазо сдвигающего усилителя при изменении параметров последнего в температуре и времени. В наибольшей степени это проявляется при больших значениях аргумента. Погрешность, обусловленная неортогональностью суммируемых компонентов, в чистом виде переходит в выходной сигнал устройства и ничем не компенсируется.

Цель изобретения — повышение точности и расширение класса выполняе934498 мых преобразований за счет выполнения всех шести тригонометрических преобразований.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для выполнения тригономстрических преобразований, содер- 5 жащее генератор гармонического напряжения, выход которого соединен с первым входом преобразователя фаза — напряжение, выход которого подключен к одному из входов первого 10 б"ока сравнения, другой вход последнего соединен с шиной задания аргу, мента, содержит преобразователь гармонического напряжения в ортогональные компоненты, источник постоянного 5

I напряжения, второй блок сравнения, три выпрямителя, два переключателя и ключ, выход генератора гармонического напряжения, который выполнен управляемым по амплитуде, соединен щ с входом первого выпрямителя и с входом преобразователя гармонического напряжения в ортогональные компоненты, управляющий вход которого подключен к выходу первого блока сравнения, а первый и второй выходы связаны через первый переключатель с входом второго выпрямителя, а через второй переключатель — с вторым входом преобразователя фаза — напряже30 ние. и с входом третьего выпрямителя, выход которого соединен с первым. входом второго блока сравнения, второй вход последнего соединен с выходом источника постоянного напряжения, а выход через ключ связан с управляющим 1 входом генератора гармонического напряжения, выходы выпрямителей являются соответствующими выходами устройства.

На чертеже представлена схема уст."О ройства.

Устройство содержит генератор 1 гармонического напряжения, управляемый по амплитуде, преобразователь 2 гармонического напряжения в ортого- 45 нальные компоненты, выпрямители 3 и 4, преобразователь 5 фаза — напряжение, блоки б и 7 сравнения, источник 8 постоянного напряжения, переключатели 9 и 10, ключ ll, выпрями- 50 тель 12. Переключатели 9 и 10, управляемые синхронно, служат для того, чтобы менять местами ортогональные компоненты гармонического напРяжения, подключаемые к выпРямителю 4 и к преобразователю 5.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователем 5 измеряется фаза между гармоническим напряжением Оо и одной иэ его ортогональных компонент: косинусной 0 или синусной подаваемых на вход преобразователя 5. Рассогласование между заданным значением аргумента и по- 65 лученной на выходе преобразователя

5 фазой воздействует на управляющий вход преобразователя 2, устанавливая требуемую фазу между гармоническим напряжением U и его ортогональной компонентой.

При получении синусно-косинусного преобразования ключ 11 разомкнут, на вход преобразователя 5 подано напряжение Uc, а на выходах выпрямителей

3 и 4 представлены напряжения, соот ветствующие косинусу и синусу заданного аргумента.

При замыкании ключа 11 включается цепь регулирования амплитуды генератора 1 так, что стабилизируется амплитуда той ортогональной компоненты, которая поступает на выпрямитель 3.

При этом в зависимости от положения переключателей 9 и 10 на выходе выпрямителя 4 вырабатывается тангенсная или котангенсная функция, а на выходе выпрямителя 12 — косекансная или секансная.

Преобразователь 2 может быть выполнен в виде RC-цепи с электроуправляемым резистором — оптроном.

Ее особенностью является практически полное отсутствие погрешности в ортогональности компонент, снимаемых с резистора и с конденсатора при любом перераспределении их величин, при условии отсутствия утечки конденсатора.

Простота реализации вместе с повышением точности работы и универсальностью устройства определяют технико-экономический эффект от использования изобретения.

Формула изобретения

Устройство для выполнения тригонометрических преобразований, содержащее генератор гармонического напряжения, выход которого соединен с первым входом преобразователя фаза напряжение, выход которого подключен к одному иэ входов первого блока сравнения, другой вход последнего соединен с шиной задания аргумента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повькаения точности и расширения класса выполняемых преобразований, оно содержит преобразо-, ватель гармонического напряжения в ортогональные компоненты, источник. постоянного напряжения,. второй блок сравнения, три выпрямителя, два пере ключателя и ключ, выход генератора гармоничсского напряжения, который выполнен управляемым по амплитуде, соединен с входом первого выпрямителя и с входом преобразователя гармонического напряжения в ортогоналbные компоненты, управляющий вход которого подключен к выходу первого

934498

Составитель Г.Осипов

Редактор Л.Филь Техред M.Tenep Корректор Н.Стец

Заказ 3938/46 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1 I с.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 блока сравнения, а первый и второй выходы связаны через первый переключатель с входом второго выпрямителя, а через второй переключатель с вторым входом преобразователя фаза — напряжение и с входом третье- 5

ro выпрямителя, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход последнего соединен с выходом источника постоянного напряжения, а выход через ключ

:связан с управляющим входом генератора гармонического напряжения, выходы выпрямителей являются соответствующими выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ð 454564, кл. G 06 0 7/22, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 628497, кл. G 06 G 7/22, 1978 (прототип).