Функциональный преобразователь

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет но делам нзооретеннй н открытийДата опубликования описания 26.05,80 И. М, Блюменау и Э. Х, Херманис(72) Авторы изобретения Институт электроники и вычислительной техники АН Латвийской ССР(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использованопри построении специализированных вычислительных устройств, реализующихтригонометрические преобразования.5Известен функциональный преобразователь,содержащий реверсивный счетчик,цифроаналоговый преобразователь, нелинейный элемент и схему управления 11,Выходным сигналом преобразователя является напряжение на выходе нелинейногоэлемента, в то время как остальные узлывыполняют задачу формирования на входенелинейного элемента напряжения треугольной формы, конечная фаза которогосоответствует аргументу,Недостаток данного устройства - низкая точность, определяемая разрядностьюреверсивного счетчика и цифроаналоговогопреобразователя и погрешностью вольт- Юамперной 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 под7 ЗВ 12ключен ко второму входу фазового детектора, выход которого через генератор импульсов соединен со входом делителя частоты и первым входом блока выделенияимпульсов, второй вход которого являетсявходом преобразователя, а третий входсоединен со вторым выходом делителячастоты, выход измерителя напряженияявляется выходом преобразователя, а еговходы соединены соответственно с выходом генератора опорного напряжения ивыходом блока выделения импульсов,Такое построение функционального преобразоватепя обеспечивает повышениеточности его работы за счет того, чтоисключается зависимость результата преобразования от частоты синусоидальногосигнала и параметров других узлов преобразователя. Повышение точности предпагаемого устройства обусловлено также 2 Оотсутствием дополнительного преобразования. Указанные преимущества возможныблагодаря тому, что в данном устройствеисполюуется не только форма (мгно.венные значения) синусоидапьного сигнала,но и его периодичность для компенсациифазового (частотного) рассогпасованияи существенного снижения погрешностиизмерения мгновенного значения,На чертеже приведена блок-схема устройства,функциональный преобразователь содержит генератор 1 опорного напряжениясинусоидальной формы), измеритель 2напряженияиспользуемый в устройствекак измеритепь мгновенных значений напряжения, переключатепь Э (режима работы), фазовый детектор 4, делитель 5частоты, генератор 6 импульсов, структура которого предусматривает возможность его подстройки, блок 7 выдепенияимпульс ов.Преобразоватепь работает следующимобразом,Выходной синусоидальный сигнал генератора 1 опорного напряжения частотойи амппитудой А поступает на измеритель 2 напряжения. На вход фазовогодетектора 4 с двух других выходов генератора 1 при атом поступают прямоугольные сигналы, передний фронт которых соответствует нулевой фазе синусоидального колебания в спучае синуспреобраэования, либо фазе 90 в случае9косинус-преобразования, что определяется положением перекпючатепя 3 (режи, ма работы). В установившемся режимечастота Г следованияпрямоугольных импульсовгенеретора 6 импупьсовравнаГ=И. 841 где М - емкость делителя 5 частоты,за счет действия астатической системыфазовой автоподстройки частоты, включающей в себя генератор 6, делитель 5 частоты и фазовый детектор 4, причем 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 К(0 сК(й) задержаны относительно переднего фронта импульсов на входах фазового детектора 4 на время д К(Г =К/НЕ Мгновенное значение синусоидального напряжения, соответствующее данной задержке импульсов на выходе блока 7 выделения импупьсов, равно при этомО=А 51 п(К( И ) дпя синусного преобразования либо- Дсо 5 (,КЙ) для косинусного преобразования.Это напряжение регистрируется измерителем 2 напряжения и поступает на выход преобразователя.Конструктивно измеритель 2 напряжения содержит стробируемый дискриминатор, реверсивный счетчик и ЦАП,включенные в цепи обратной связи, что обеспечивает измерение с высокой точностью мгновенного значения напряжения как в анапоговом виде (на выходе ЦАП), так и в цифровом виде (на выходах реверсивного счетчика). Из приведенных формул также видно, что резупьтат преобразования опредепяется только амплитудой синусоидального сигнапа, стабильность которой достаточно легко обеспечить отношением КИПредложенный преобразователь допускает различные форматы кода аргумента определяющие только выполнение блока 7 выдетения импульсов.Погрешность предлагаемого устройства определяется в основном следующими составпяющими: 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 не6превышает допей процента, что существен736 128 оставитель О, Сахаров Техред М. Петко Корректор Т,Редактор А. Мотыл ворцона 7 Тираж 751 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам. изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,Эаказ 2277 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул Проектная, 4 но меньше погрешностей, вносимых избирательной схемой и фазовым детекторомв известном устройстве. 5Формула изобретения чункциональный преобразователь, содержащий генератор опорного напряжения и фазовый детектор, первый вход которого соединен с первым выходом делителя частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит генератор импульсов, измеритепь напряжения, бпок выделения импульсов и . переюпочатель, 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 входомдепителя частоты и первым входом блокавыделения импульсов, второй вход которого является входом преобразователя, атретий вход соединен со вторым выходомделителя 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 экспертизеХ. Авторское свидетельство СССРЛ". 283693, кл. 6 06 б 7/26, 1969.2, Авторское свидетельство СССРЛа 449349, кл. Я 06 6 7/26, 1974