Синусно-косинусный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИНа) Оо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙИ ОТКРЫТИЙ 121) 3333876/18-24(72) И.К. Абаджи, В.И, Кудрявцеви В.Н.,Пугачев153) 681.3(088.8)156) 1. Авторское свидетельство СССРР 634269, кл. 6 06 Г 7/544, 1976.2, Наслуховский К.С. Цифровыедифференциальные анализаторы. М(54)(571 СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ПРЕОБРА:" ЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый и второй цифровые интеграторы, входы отрицательных и положительных приращений независимой переменной которых соединены соответственно с первым и вторыминформационными входами преобразователя, выход первого цифрового интегратора подключен к. входу подынтегральной функции второго циф- р.801 06428 рового интегратора, выход которого соединен с входом подынтегральной функции первого цифрового интегратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены тре:тий цифровой интегратор и элемент . ИЛИ, причем первый и второй информа ционные входы преобразователя соединены соответственно с входами отрицательных и положительных приращений независимой переменной третьего цифрового интегратора, выход кото.рого подключен к первому входу элемента ИЛИ, вход коэффициента коррекции преобразователя соединен с входом подынтегральной функции третьего Р цифрового интегратора, вход начальной установки преобразователя подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами первого и второго цифровых интеграторовФИзобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при построении быстродействующих следящих сис-.тем, например при решении навигационных задач для определения местоположения судна,Известен цифровой Функциональныйпреобразователь, содержащий ренерсивный счетчик, дешифратор, блоккоммутации, два элемента ИЛИ и четыре элемента И Г 1(.Недостатком указанного преобра"зователя является низкая точностьвычисления функции,Наиболее близким к предлагаемомуянляется синусно-косинусный преобразователь, содержащий первый ивторой цифровые интеграторы, входыприращений незанисимой переменнойкоторых соединены с информационнымивходами преобразователя, выходпервого цифрового интегратора подключен к входу подынтегральнойфункции второго цифрового интегратора, выход которого соединен свходом подынтегральной функции первого цифрового интегратора (2 .Недостатком известного преобразователя является низкая точность преобразования аргументов более 2 Ув условиях высокого быстродействия. З 0Это объясняется тем, что и точность,и время преобразования зависят отдлины сетки регистров цифровых интеграторов, причем с увеличениемдлины разрядной сетки регистров точность вычисления повышается, таккак2" где ь 2 - вес младшего разряда в 40 регистрах; и - число разрядов в регистрах. Одновременно растет и время преобразования, так как 45 Т=2 а 6 . (21 где Т - время преобразования;Н - время отработки одногоразряда в регистрах.Погрешность преобразования, возникающая на интервале преобразования аргументов 0-2 У , приводит к тому, что при переходе аргумента через значение 2 У в регистрах цифровых интеграторов значения функций синуса и косинуса оказываются записанными с ошибками, в то время как они должны повторить значения своих начальных условий и при даль нейшем увеличении аргумента преобразование функций синуса и косинуса будет проходить с еще большей погрешностью. Таким образом, при увеличении аргументов более 2 У 65 ошибка преобразования будЕт нарастать с каждым новым переходом аргумента через значения, кратные 23 и может достигать значительной величины.Цель изобретения - повышение точности образования.Укаэанная цель достигается тем, что в синусно-косинусный преобразователь, содержащий первый и второй цифровые интеграторы, входы отрицательных и положительных приращений независимой переменной которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами преобразователя, выход первого цифрового интегратора подключен к входу подынтегральной функции второго цифрового интегратора, выход которого соединен с входом подынтегральной функции первого цифрового интегратора, введены третий цифровой интегратор и элемент ИЛИ, причем первый и второй информационные входы преобразователя соединены соответственно с входами отрицатель" ных и положительных приращений независимой переменной третьего цифрового интегратора, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, вход коэффициента коррекции преобразователя соединен с нходом подынтегральной функции третьего цифрового интегратора, вход начальной установки преобразователя под" ключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами первого и второго цифровых интеграторов.На чертеже представлена блок-схема синусно-косинусного преобразона" теля.Синусно-косинусный преобразователь содержит первый, второй и тре.тий цифровые интеграторы 1-3, вход .4 положительных и вход 5 отрицательных приращений независимой переменной, регистры 6 и 7 подынтегральной Функции первого и второго циф" ровых интеграторов и регистры 8 и 9 приращений интеграла первого и второго цифровых интеграторов, вход 10 коэффициента коррекции преобразователя и вход 11 начальной установки преобразователя, элемент ИЛИ 12.Дополнительно вводимые блоки имеют следующее назначение.Третий цифровой интегратор 3 в режиме масштабирования приращений предназначен для выработки приращений интеграла, которые будут являться сигналами начальной установки регистров 6-9 цифровых интеграторов 1 и 2, При этом дна входа независимой переменной третьего цифрового интегратора подключены к соответствующим входам отрицательных 4 и1064280 где положительных 5 п риращений незави- синуса, приращения которой поступасимой переменной преобразователя, ют на вход цифрового интегратора, 2. вход подынтегральной функци" подклю- В цифровом интеграто е 2 в ез ьр в результаду коэффициента коррек- - те интегрирования по независимой ции преобразователя, а выход третье- переменной также понижается порядок го цифрового интегратора подключен 5 производной, в результате чего с к входу элемента ИЛИ 12.Ко коэего выхода выдаются приращенияд эффициента коррекции в ви- рой производной функции дх =я втоде последовательного двоичного ко-да поступает от внешнего формирователя синхронно с тактовой частотой 1 О ратной связи поступают на вход под" преобразования. ынтегральной функции первого цифро",Этот код может быть получен лю-вого интегратора 1. Когда алгебраибыми известными способамиб ми, например, ческая сумма .поступивших приращений помещен в блок памяти запиаписан в независимой переменной станет равной кольцевой динамический регистр, . 15 числу шагов вычислений функций насобран на тактах кокоммутатора и т,д. всем. интервале изменения аргументаЭлемент ИЛИ 12 п ередназначен для от 0 до 2 л и определяемое длиной объединения сигналов начальной уста- . разрядных сеток регистров 6-9 цифновки, постУпающих по входу 11 или ровых интеграторов 1 и 2 по формулеиз третьего цифрового интегратора 3.При этом второй вход элемента20М=2 Л ЯОИЛИ 12 подключен к входу 11 началь(Ф)выхоной установки преобразователя, а и - длина разрядной сетки ре"д - к установочным входам ре- гистров/ образователя.гистров цифровых интеграторов пре- значеия функ ий25ци синуса и косинусадолжна стать равными своим начальПри таком выполнении схемы си- ным условиям.нусно-косинусного преобразователя Параллельно с процессом преоб а- исключается наарастание ошибки пре- зования в цифровых интеграторах 1прео раобразования с каж ьд 1 м новым переходом и 2 по каждому пришедшему приращению аргумента через значения, кратные 30 независимой переменной код коэффи,й т. е. повышается точность пре- циента коррекции, который по величиобразования с малым временем преоб- не равен обратному числу шагов выразования аргументов более 2 числений функций на интервале измеСинусно-косинусный преобразова- нения аргумента от 0 до 2 Т, т.е.тель работает следующим образом 35Перед началом преобразования юпо сигналу начальной установки вкар =21 2регистры 6-9. цифровых интеграторовпоступает на ход .подынтегральнойные усло функции третьго цифрового интегрануса и косинуса аргумента равногоЯми си о анулю Получение функциональной зави-симости сводится к решению у в тегратора равно поступившему нияравне честву приращений независимой пере"+ О , менной, умноженному на коэффициент( 45 коррекции, т.е. одно такое прираще- Где Э - функция синусание вырабатывается третьим цифровыминтегратором только при приходеиЬ =з 1 п х)3того количества приращений незави -у - вторая производная Ф нкция синусаФу симои переменной, которое соответиствует изменению аргумента от 0(3:-Яп х),до 2 и .Приращения функции" дЗ=-с 3 по- Это п и а ени ступают на вхо ито приращение, являясь сигналами то а 1а вход цифрового интегра- начальной установки йи, про дя черезора 1. В результате интегрирования . элемент ИЛИ 12 с по независимой переменной Йхнт , следует на устано. вочные входы регистров 6-9 цифровых приращения которой поступают навхоы 4 и 5д и 5, и инвертирования пере- вновь записываются начальные. полнений на выходе иф овогтся начальные услоцифрового интегра- вия, которые являются функциями тора 1, понижается порядок производ" синуса и косинус ной и с его выхода выдаются прирануса аргумента, равного нулю, т.е. регистры 8 и 9 щения первой производной с положи" 60 прираще ийтельным знакомращени интеграла первого и второго цифровых интеграторов и регист - (- фх):а,ров 6 подынтегральной функции пер 3 начение первой произво ной пвого цифрового интегратора обнуляставляет собой значениенк иид пред" ются, а регистр 7 подынтегральнойФу ц ко функции первого цифрового интеграто1064280 Составитель А.ШуляповТехред И.Метелева . . Корректур:Г.Решетник Редактор А.Власенко Заказ 10533/50 Тираж 706 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ра устанавливается в единичное состояние, так как911 0"- О, с 1 сов 0:1,Таким образом, ошибка преобразования, полученная на интервале изменения аргумента от 0 до 2 л, корректируется .и не оказывает влияние на дальнейший процесс вычисления. Этот процесс повторяется при каждом переходе аргум нта через. значения, кратные 2 Л , как вперед, так и назад.Следовательно, при преобразованииаргументов более 2 У , нарастание.ошибки с каждым новым интерваломпреобразования отсутствует и погрешность синусно-косинусного преобра зователя целиком определяется погрешностью, возникающей на интервале изменения аргумента.от 0 до 2 ЛПоэтому синусно-косинусный преобразователь при незначительных аппа ратных затратах позволит.повыситьточность следящих систем и устройств.