Устройство для определения модуля и аргумента вектора
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
\ (и)972523
Союз CoBQTcKNx
Соцналнстнчвсиих
Рвспублни (6I ) Дополнительное к авт, свил-ву (22)Заявлено 05.03.81 (21) 3304824/ 18-24 с присоединением заявки РЙ (23)Приоритет
Опубликовано 07, 11.82. Бюллетень рв 41
Дата опубликования описания 07, 11.82 (51)М. Кл.
6 06 6 7/22
9кударатеоиЫ1 комитет
СССР м делен мзобретеммм и открытий (53) УДК 681 3 (088. 8) С. P. Зиборов и А. Н. Трушкин (72) Авторы изобретения " . - Ж. - г
° 1! б 1Д Q!g т „
1 \у
I и 1
Севастопольский приборостроительный институт ЛИОТ:> > (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ
И АРГУМЕНТА ВЕКТОРА
Изобретение относится к вычислй тельной технике.
Известно устройство для определения модуля и аргумента вектора, в котором указанные параметры представляются амплитудой и фазой гармонического колебания. Синусное и косинусное напряжение поступает на входы соответствующих цифровых управляемых резисторов, величина которых регулирует- ся в зависимости от величин прямоугольных координат. Сумматорное колебание поступает на вход фазометра, в котором определяется его фаза относительно колебания генератора. При этом в зависимости от величин прямоугольных координат производится изменение масштаба цифровых управляемых резисторов (1 7. го
Однако измерение масштаба составляющих вектора имеет односторонний характер (только в сторону увеличения) .
Поэтому не обеспечивается расширение . динамического диапазона устройства в
=лучае переполнения входных регистров.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения полярных координат вектора, в котором аргумент и модуль вырабатываются с помощью сумморазностного блока, подключенного к выходам цифровых управляемых резисторов, и связанного с ним фазометра (27.
Недостаток известного устройстваограниченный динамический диапазон, расширение которого путем увеличения числа разрядов и управляющих входов цифровых управляемых резисторов, связано с потерей точности работы устройства на малых сигналах.
Цель изобретения — расширение динамического диапазона.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения модуля и аргумента вектора, содержащее генератор квадратурных гармонических напряжений, синусный и косинусный выходы
40
3 9725 которого подключены каждый через фазо инвертор и непосредственно к входам соответствующего переключателя, выход каждого переключателя связан через цифровой управляемый резистор с соответствующим входом суммирующе-вычитающего блока, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами цифрового фазометра, управляющие входы переключателей соединены с соответствующими шинами знаков прямоугольных координат вектора, одна из которых соединена с установочным входом цифрового фазометра, дополнителbно содержит амплитудный детектор, ана-15 лого-цифровой преобразователь, элемент задержки, первый и второй дешифраторы, генератор импульсов, первый и второй ключи, реверсивный счетчик, первый и второй управляемые делители, управляе- 0 мый умножитель и регистр памяти, при этом шины кодов первой и второй прямоугольных координат вектора устройства соединены с информационным входом первого и второго управляемых де- у5 лителей, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго цифровых управляемых резисторов соответственно, первый выход суммирующе-вычитающего блока через амплитудный детектор связан с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входами первого дешифратора и управляемого умножителя, первый выход первого дешифратора соединен с первым управляющим входом первого ключа, второй выход первого дешифратора соединен с первым управляющим входом второго ключа, выход генератора импульсов через первый и второй ключи связан с сумми.— рующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом второго дешифратора, группа из и выходов которого соединена со45 ответственно с группой из и управляющих входов управляемого умножителя и с группами из и управляющих входов первого и второго управляемых делителей, выход управляемого умножителя со50 единен с информационным входом регистра памяти, первый выход второго дешифратора соединен с вторым управляющим входом второго ключа, и-й выход второго дешифратора соединен с вторым управляющим входом первого ключа, вы55 ход генератора импульсов соединен с синхрониэирующим входом цифрового фазометра, регистра памяти и через эле23 ф мент задержки с синхронизирующим входом анало го- цифрового преобразователя.
На чертеже представлена схема устройства.
Устройство содержит генератор 1 квадратурных гармонических напряжений, фазоинверторы 2 и 3, переключатели 4 и 5, цифровые управляемые резисторы 6 и 7, суммирующе-вычитающий блок 8, ци фровой фазометр 9, амплитудный детектор 10, аналого-цифровой преобразователь 11, элемент задержки 12, дешифратор 13, генератор 14 импульсов, ключи 15 и 16, реверсивный счетчик 17, управляемые делители 18 и 19, управляемый умножитель 20, регистр памяти
21, дешифратор 22. Счетчик 17 и дешифратор 22 образуют узел управления.
Устройство работает следующим образом.
Сигналы 0.,=0 „51.nut и U =U сомо синусного и косинусного выходов генера" тора 1 поступают на цифровые управля" емые резисторы 6 и 7 непосредственно или через фаэоинверторы 2 и 3 в зависимости от положения переключателей 4 и 5, которые устанавливаются сигналами знаков прямоугольных координат ве" ктора 3Н „ и 3Н>. Последние определяют квадрант, в котором находится вектор на координатной плоскости.
Коды N „ и N > прямоугольных координат вектора поступают на управляющие входы цифровых резисторов 6 и 7 через управляемые делители 18 и 19, каждый из которых имеет и ступеней деления с коэффициентами передачи
0 где i 1, 2, ..., n " номер ступени деления;
u011 - постоянная величина, равная динамическому диа- пазону цифровых резисторов 6 и 7.
Выходные сигналы цифровых управляемых резисторов 6 и 7 подаются на входы блока 8, на выходах которого получим гармонические сигналы 0 и 04, соответствующие векторной разности и векторной сумме.
Фазовый сдвиг Ч между сигналами
U и U преобразуется цифровым фазометром 9 в код аргумента вектора, равный N<=Y/2 в случае, когда вектор находится в первом и втором квадрантах, и И =9/2+180О в случае, когда вектор находится в третьем и четвертом квадрантах.
5 972523 6
Добавление фазового сдвига 180в в ния делителей 18 и 19 с наибольшим ко- последнем случае осуществляется путем эффициентом передачи К =1, ключ 16
Д 1 начальной установки счетчика фазомет- закрывается и отключает счетчик 17 от ра 9 в соответствующее состояние сиг- генератора 14, предохраняя устройство налом 3Н>. 5 от циклического переключения при выОдин из сигналов О или 04детекти- полнении условия N
1 и увеличение коэффициента передач, умножения, на величину К = и записы А ножителя 20 в 0 раз. В результат чивается B регистр памяти 21, на выходе сло и уменьшается в Оо раз.
Аналогичные переключения происхо2 и 20 дят, пока не окажется выполненным усК 4 Х
14 =K 14 +М
Йо< и <0о йо
Включение требуемых ступеней деле- При появлении управляющего сигнала ния управляемых делителей 18 и 19, а на последнем и-и выходе дешифратора также ступеней умножения управляемого 22, чему соответствует включение стуумножителя 20 осуществляется сигнала->> пени депения делителей 18 и 19 с наими с выходов дешифратора 22,. который меньшим коэффициентом передачи 1 = вместе с делителями 18 и 19, цифровы- =1/D< ", ключ 15 закрывается и отклюми резисторами 6 и 7, блоком 8, амп- чает счетчик 17 от генератора 14, прелитудным детектором 10, аналого-циф- дохраняя устройство от циклического ровым преобразователем 11, элементом 30 переключения при выполнении условия задержки 12, дешифратором 13, генера- N&pNp. тором импульсов 14, реверсивным счет- В таком состоянии устройство будет чиком 17, и ключами 15 и 16 образует находиться, пока не окажется выползамкнутую систему автоматического ре- ненным условие N Разом. Таким образом, в процессе работы При выполнении условия й<йо, где устройства масштаб прямоугольных коЙΠ— нижнее пороговое значение числа ординат Й и и вектора автоматичесN, на выходе дешифратора 13 появляет- ки изменяется управляемыми делителяся сигнал, отпирающий ключ 16. Каждый що ми 18 и 19 так, что число N на выхоимпульс генератора 14 проходит через де аналого-цифрового преобразователя ключ 16 и через реверсивный счетчик 11 удерживается в ограниченном дина17 и переключает дешифратор 22 в сос- мическом диапазоне Dp . тояние, которое соответствует увели- . Синхронизация работы аналого-цифчению коэффициента передач делителей < рового преобразователя 11, регистра 18 и 19 и уменьшению коэффициента пе- памяти 2 1 и цифрового фазометра 9.осуредачи умножителя 20 е Dp раз. В ре- ществляется импульсами генератора 14. зультате число Й увеличивается в Ц Элемент задержки 12 обеспечивает зараз . держку запуска аналого-цифрового преАналогичные переключения происхо- образователя 11 на время, необходимое дят, пока не окажется выполненным ус- для установления сигнала на выходе деловие и < й<0 йо, при выполнении кото- тектора 10 при однократном переключерого дешифратор 13 не вырабатывает нии элементов устройства. сигналы, отпирающие ключи 15 и 16, и переключений в устройстве не происхо- . Период повторения импульсов генеИ дит. ратора 14 выбирают больше времени, неПри появлении управляющего сигнала обходимого для установления сигнала на первом выходе дешифратора 22; чему на выходе детектора 10 и его преобрасоответствует включение ступени деле-. эования в аналого-цифровом преобразо- . / 972523 еателе 11 при однократном переключе,нии элементов устройства. 6сли прямоугольные координаты М„и 8> вектора представлены двоичными кодами, то величину 0 выбирают равной 0О2, где m - целое число. При этом деление двоичного числа на 11 Я(1-1 ° величину 3 = п ") сводится к сдвигу o=, числа на m(i- 1) двоичных разрядов в направлении младших разрядов, а умножение - к сдвигу числа на m(i 1) двоичных разрядов в направлении старших разрядов. В этом случае управляемые делители 18 и 19 и умножитель 20 реа" 15 лизуются в виде управляемых коммутаторов, обеспечивающих требуемый сдвиг числа. Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется 20 возможностью согласования широкого динамического диапазона изменения прямоугольных координат с ограниченным динамическим диапазоном работы цифровых управляемых резисторов. Формула изобретения Устройство для определения модуля и аргумента вектора, содержащее гене- Зо ратор квадратурных гармонических напряжений, синусный и косинусный выходы которого подключены каждый через фазоинвертор и непосредственно к входам соответствующего переключателя, выход каждого переключателя связан через цифровой управляемый резистор с соответствующим входом суммирующе-вычитающего блока, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими вхо- дами цифрового фазометра, управляющие входы переключателей соединены с соответствующими шинами знаков прямоугольных координат вектора, одна из которых соединена с установочным входом цифрового фазометра, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, устройство содержит амплитудный детектор, аналого-цифровой преобразователь, элемент задерж59 ки, первый и второй дешифраторы, гене1ратор импульсов, первый и второй ключи, реверсивный счетчик, первый и второй управляемые делители, управляемый умножитель и регистр памяти, при этом шины кодов первой и второй прямоугольных координат вектора устройства соединены с информационным входом первого и второго управляемых делителей, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго цифровых управляемых резисторов соответст венно „ первый выход суммирующе-вычитающего блока через амплитудный детектор связан с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входами первого дешифратора и управляемого умножителя, первый выход первого дешифратора соединен с первым управляющим входом первого ключа, второй выход первого дешифратора .соединен с первым управляющим входом второго ключа, выход генератора импульсов через первый и второй ключи связан с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом второго дешифратора, группа из и выходов которого соединена соответственно с группой из и управляющих входов управляемого умножителя и с группами из и управляющих входов первого и второго управляемых делителей, выход управляемого умножителя соединен с информационным входом регистра памяти, первый выход второго дешифратора соединен с вторым управляющим входом второго ключа, и-й выход второго дешифратора соединен с вторым управляющим входом первого ключа, выход генератоцр импульсов соединен с синхронизирующим входом цифрового фазометра, регистра памяти и через элемент задержки с синхронизирующим входом аналогоцифрового преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 744635, кл. G 06 G 7/22, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР М 504207, кл. G 06 G 7/22, 1974 (прототип). 972523 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственногс комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8519/42 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Г. Осипов Редактор P. Цицика Техред Е.Харитончик Корректор " Буряк
