Устройство для выполнения тригонометрических преобразований

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскниСоцналнстнческнаРеслублнк р 11934498(23) Приоритет 1 осуларственный комитет СССР но лелам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.06.82(72) Авторизобретения А.В.Шмойлов Томский ордена Октябрьской Революции и ордена;:-Трудового Красного Знамени политехнический институт им,С.М.Кй 1 зова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ10 15 20 25 30 Изобретение относится к.аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения блоков АВМ, приборов, систем измерения, контроля, управленияИзвестно 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 90 о) 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 сумоматора получается секансное, а на выходе фазосдвигающего усилителя котангенсное преобраэование (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 выполняе 934498мых преобразований за счет выполнения всех шести тригонометрическихпреобразований.укаэанная цель достигается тем,что устройство для выполнения тригономстрических преобразований, содержащее генератор гармонического напряжения, выход которого соединенс первым входом преобразователя фаза - напряжение, выход которого подключен к одному из входов первого 10блока сравнения, другой вход последнего соединен с шиной задания аргу,мента, содержит преобразователь гармонического напряжения н ортогональные компоненты, источник постоянного 151напряжения, второй блок сравнения,три выпрямителя, два переключателяи ключ, выход генератора гармонического напряжения, который выполненуправляемым по амплитуде, соединен щс входом первого выпрямителя и свходом преобразователя гармонического напряжения в ортогональные компоненты, управляющий вход которогоподключен к выходу первого блокасравнения, а первый и второй выходысвязаны через первый переключатель свходом второго выпрямителя, а черезвторой переключатель - с вторым входом преобразователя фаза - напряже 30ние. и с входом третьего выпрямителя,выход которого соединен с первым. входом второго блока сравнения, второйвход последнего соединен с выходомисточника постоянного напряжения, авыход через ключ связан с управляющимвходом генератора гармонического напряжения, выходы выпрямителей являются соответствующими выходами устройст.ва.на чертеже представлена схема уст 40ройства.Устройство содержит генератор 1гармонического напряжения, управляемый по амплитуде, преобразователь 2гармонического напряжения в ортогональные компоненты, выпрямители 3и 4, преобразователь 5 Фаза - напряжение, блоки б и 7 сравнения, источник 8 постоянного напряжения, переключатели 9 и 10, ключ 11, выпрямитель 12. Переключатели 9 и 10, управляемые синхронно, служат для того, чтобы менять местами ортогональные компоненты гармоническогонапРяжения, подключаемые к выпрямителю 4 и к преобразователю 5,Устройство работает следующимобразом,Преобразователем 5 измеряется фаза между гармоническим напряжением О 0и одной иэ его ортогональных компонент: косинусной 0 или синуснойподаваемых на вход преобразонателя 5. Рассогласование между заданным значением аргументаи по лученной на выходе преобразователя5 фазой воздействует на управляющийвход преобразователя 2, устанавливая требуемую Фазу между гармоническим напряжением 0 и его ортогональной компонентой.При получении синусно-косинусногопреобразования ключ 11 разомкнут, навход преобразователя 5 подано напряжение Ос, а на выходах выпрямителей3 и 4 представлены напряжения, соответствующие косинусу и синусу заданного аргумента.При замыкании ключа 11 включаетсяцепь регулирования амплитуды генератора 1 так, что стабилизируется амплитуда той ортогональной компоненты,которая поступает на выпрямитель 3.При этом в зависимости от положенияпереключателей 9 и 10 на выходе выпрямителя 4 вырабатывается тангенснаяили котангенсная функция, а на выходе выпрямителя 12 - косеканснаяили секансная.Преобразователь 2 может быть выполнен в виде КС-цепи с электроупранляемым резистором - оптроном.Ее особенностью является практически полное отсутствие погрешности вортогональности компонент, снимаемыхс резистора и с конденсатора при любом перераспределении их величин,при условии отсутствия утечки конденсатора.Простота реализации вместе с повышением точности работы и унинерсальностью устройства определяюттехнико-экономический эффект от использования изобретения,формула изобретенияУстройство 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 повиаения точности и расширения класса выполняемых преобразований, оно содержит преобразо-, ватель гармонического напряжения н 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 н ортогональные компоненты, управляющий вход которого подключен к выходу первого)Х, Рауш 46Тир ИПИ Госуд о делам и 5, Москва Подписноомитета СССРоткрытийкая наб., д. каз 39 с.Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 блока сравнения, а первый и второйвыходы связаны через первый переключатель с входом второго выпрямителя, а через второй переключательс вторым входом преобразователяфаза - напряжение и с входом третьего выпрямителя, выход которогосоединен с первым входом второго блокасравнения, второй вход последнегосоединен с выходом источника постоянного напряжения, а выход через ключ 10:связан с управляющим входом генератора гармонического напряжения, выходы выпрямителей являются соответствующими выходами устройства,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 454564, кл. С 06 С 7/22, 1974.2. Авторское свидетельство СССРМ 628497, кл. С 06 6 7/22, 1978