Синусно-косинусный функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕ (щ 50326ИЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕУЕЛЬСУВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик(22) Заявлено 06.06.74 (21) 2031419/18-24 с присоединением заявкп-Государственный комитвСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 3) Приорите(71) Заявитель йбышева уйбышевский политехнический институт им, В. В,(54) СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬИзобретение относится к области автоматики, информационно-измерительной и вычислительной техники.Известен синусо-косинусный функциональный преобразователь, содержащий цифро-управляемый формирователь прямоугольных импульсов, выходы которого разделены на двегруппы и подключены к входам двух формирователей ступенчатых напряжений,Недостатки известного преобразователяследующие:невысокая точность ступенчатой аппроксимации;воспроизведение синусной и косинусной зависимостей при помощи соответствующих имрядов Фурье-Уолша приводит к значительному усложнению устройства вследствие необходимости формирования напряжений, представляющих функции Уолша из состава обоихрядов, и установки соответствующих коэффициентов разложения.Предложенный преобразователь отличается тем, что, с целью упрощения и повышенияточности преобразования, он дополнительносодержит сумматоры, управляемый ключ идва блока цифро-аналогового преобразования,первые входы которых подключены к входампреобразователя, а вторые - к выходам соответственно двух сумматоров приращений, первые входы которых подсоединены к выходу управляемого ключа и первому входу первого выходного сумматора, а вторые - к первому входу второго выходного сумматора; вторые входы выходных сумматоров связаны с выхо дами соответствующих блоков цифро-аналогового преобразования; выходы формирователей ступенчатых напряжений соединены с входами первого и второго сумматоров; выход первого сумматора связан с входом вто рого выходного сумматора, а выходы второго - с входами управляемого ключа, управляющий вход которого подключен к входу преобразователя.Введение дополнительных элементов, со едпненпых указанным образом, позволяет спомощью одного ряда Фурье-Уолша, представляющего функцию 5 плх и содержащего только четные функции Уолша, вопроизводить функции Яплх и Созлх. Это приводит к зна О чительному упрощению схемы преобразователя вследствие того, что существенно упрощается схема цифро-аналогового формирователя прямоугольных напряжений, так как число используемых функций Уолша вдвое меньше, 25 чем в схемах известных преобразователен.Следовательно, сокращается цифровая часть формирователя и вдвое уменьшается число точных двухпозиционных ключей, обычно используемых для нормирования уровней на- зО пряжепий, представляющих функции Уолша.45 50 55 60 65 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 Япчх и Созлх исполь. зуется представление функции1(х) = Яплх(0 ( х1)с помощью ряда Фурье-Уолша. Значения функции Яплх задаются в двоично-рациональных точках У = -- , где К = 0,1,2 2 - 1.К- и2"Значения дискретного аргумента У 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 Яплх или созлх на двоичном отрезке 2-". Для этого используются а 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-линейнымн функциями вида: Соз(лО) = Созл,(+/ (2)где О - код дискретного аргумента размерностью а + 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 5 10 15 20 25 30 35 40 подается на входы цифро-управляемого формирователя 1 прямоугольных импульсов. На выходе сумматора б и управляемого ключа 10 формируются напряжения, соответствующие значениям функции %пах и Сомх в узлах интерполяции. Так как значение функции СозлУ.зависит от величины аргумента У, то при У ( 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, У )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 31 плх и Созлх 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 иреобразования 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 вы. ходами соответствующих блоков цифро-аналогового преобразования; выходы формирователей ступенчатых напряжений соединены С503261 оставитель О, СахароТехред Т. Курилко корректор М. Лейзерман Редан рче Изд.1125 Государственного коми о делам нзобрете 113035, Москва, Ж, Рказ 37 шсное ЦНИИП 10 Т, Загорскй фл 5входами первого и второго сумматоров; выход первого сумматора соединен с входом второго выходного сумматора, а выходы второго - с входами управляемого ключа, управляющий вход которого подключен к входу преобразователя. Траж 679ета Совета Министров СССй и открытийушская наб., д. 4(5