Синусный преобразователь

(19) (И) з(5 С 06 С 7/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(71) Куйбьппевский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут им. В.В. Куйбышева(56) 1. Авторское свидетельство СССРй 561194, кл.С 06 С 7/26, 1974.2. Авторское свидетельство СССРВ 503261, кл.С 06 Б 3/00, 1974 (прототип),(54)(57) СИНУСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ;содержащий цифроуправляемый формирователь ортогональной системы прямоугольных импульсов, входы которогосоединены с группой старших разрядовшины задания входного кода, а пер-,вая и вторая группы выходов - с входами соответственно первого и второго формирователей ступенчатого напряжения, прямые выходы которых соединены с входами первого сумматора,первый цифроаналоговый преобразователь, кодовый вход которого соединенс группой младших разрядов шины задания входного кода, а аналоговый вход - с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом переключащцего блока, упэавляющий вход которого соединен с одним изстарших разрядов шины задания входного кода, третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, а выход является выхо дом синусного преобразователя, и второй цифроаналоговый преобразователь, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразованя, прямые и инверсные выходы первого и второго формирователей ступенчатого напряжения соеди-.иены с соответствующими входами переключающего блока, кодовый вход первого цифроаналогового преобразователя соединен с кодовым входом второго цифроаналогового преобразователя а аналоговый вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход - с вторым входом второго сумматора, прямые выходы первого и второго фор-. мирователей ступенчатого напряжения соединены с вторым и третьим входами третьего сумматора.аналоговый преобразователь, кодовыйвход которого соединен с группоймладших разрядов шины задания входного кода, а аналоговый вход - с выходом второго сумматора, первый вход рядов шины задания входного кода, третий сумматор, первый вход которогосоединен с выходом первого цифроанаи инверсные выходы первого и второго соединены с соответствующими входами переключающего блока, кодовый вход первого цифроаналогового преобразователя соединен с кодовым вхддом второго цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход - с вторым входом второго сумматора, прямые выходы первого и второго формирователей ступенчатого напряжения соединены с вторым и третьим входамитретьего сумматора,На чертеже приведена структурная схемасинусного преобразователя.Преобразователь содержит цифроуправляемый формирователь 1 ортогональной системы прямоугольных импульсов, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 2 и 3, формирователи 4 и 5 ступенчатого напряжения, сумматоры 6 8, переключающий блок 9. Один из возможных вариантов схемы блока 9 приведен на чертеже. Функция вп 2 х может быть представлена в окрестности точки х =(21 с+1) 2, где 1 с = 0,1,22"-1 где и - число старших разрядов входного кода, рядом тейлора я 1 о Р ф 1 Ф "к) ьпЬхк 2-(41 - х- х,) р: 2 рИф 1124333 2Изобретение относится к вычисли- мые выходы которых соединены с вхотельной технике и автоматике. дами первого сумматора, первый цифроИзвестен функциональный преобразователь, работа которого основана наразложении функции в ряд Уолша. Он 5содержит блок формирования системыфункций Уолша, блок мостовых переключателей, блок аналоговой памяти которого соединен с выходом переклюи инверторы ,1чающего блока, управляющий вход котоОднако этот преобразователь 10 рого соединен с одним из старших раэимеет низкую точность воспроизведения функции.Наиболее близким к изобретениюявляется синусно-косинусный преобра логового преобразователя, а, выход яв-зователь, содержащий цифроуправляемый 15 ляется выходом синусного преобраформирователь ортогональной системы зователя, и второй цифроаналопрямоугольных импульсов, две группы говый преобраз ователь, прямыевыходов которого соединены с входамидвух соответствующих формирователейформирователей ступенчатого напряженияступенчатого напряжения, два цифроаналоговых преобразователя, первыевходы которых подключены к входампреобразователя, а вторые - к выходамсоответственно двух сумматоров приращения, первые входы которых подключены х выходу управляемого переключателя и первому входу первого выходного сумматора, а вторые - к первомувходу второго выходного сумматора,вторые входы выходных сумматоров сое-З 0динены с выходами соответствующихцифроаналоговыХ преобразователей,выходы формирователей ступенчатых напряжений соединены с входами первого ивторого сумматоров Выход первого З 5сумматора соединен с входом второговыходного сумматора, а выходы второ- .го - с входами переключателя, управляющий вход которого подключен к входупреобразоватечя 21,- 40Недостатком этого преобразователяявляется низкая точность воспроизведения функции зп 2 Фх на всем интер:вале х при равных, по сравнению сПринцип действия преобразователяпредлагаемым преобразователем, апна основан на следующих положениях.ратурных затратах.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем,что в синусном преобразователе, со. - 50 .держащем цифроуправляемый формирователь ортогональной системы прямоугольных импульсов, входы которого соеди, 1 к -иены с группой старших разрядов шины Вюющих пЛх-созЯЯ. - ( " хзадания входного кода, а первая и 55 р:,2 о-вторая группы выходов - с входами соответственно первого и второго формирователей ступенчатого напряжения, пря11243334 25 30 Следовательно, ряд Уолша для функции вдп 2 Яхк может быть использован и для формирования функции соз 2 Рхк. 35Определив значения функции дп29 хи соз 2 Яхх можно перейти к интерполяции, используя соотношение (1). В предлагаемом преобразователе на каждом К-м участке второе слагаемое выражение (1) аппроксимируется линейной зависимостью, а третье слагаемое - квадратичной зависимостью, Линейная зависимость формируется с помощью ЦАП, а квадратичная - с 45 помощью двух последовательно включенных ЦАП, на цифровые входы кото-рых подаются младшие разряды преобразуемого кода.Преобразователь работает следую щим образом.При поступлении дискретного аргумента на вход устройства код старших разрядов подается на входы цифроуправляемого формирователя 1 ортогональ ной системы прямоугольных импульсов, а код мпадших разрядов - на кодовые входы ЦАП 2 и ЦАП 3. Функции Уолша,3функция здп 2 хк в предлагаемомпреобразователе представляется спомощью ряда Уолшауф616 Янхк=2 68ФО 6 ВюФ 1)хк 1 ф+7. еС,8 5%аР (8 Б)хк 1.о Вследствие того, что функция зп2 нхх нечетная на интервале 0; 1и четная на интервалах О; 0,5 и0,5; 1, только 2"коэффициентовряда не равны нулю.Так как сов 2 хх = вдп 2 н (х+вырабатываемые формирователем 1 ортогональной системы прямоугольных импульсон, поступают на входы формирователей 4 и 5 ступенчатого напряжения, На выходе формирователя 4 формируется сигнал, пропорциональный первому слагаемому выражению (2), а на выходе формирователя 5 - сигнал, пропорциональный второму слагаемому этого выражения. На выходе сумматора 6 и переключающего блока 9 формируются сигналы, соответствующие функциям вп 2 йхи сов 2 х. Блок 9 соединяет прямые или инверсные выходы формирователей 4 и 5 с входом сумматора 7 согласно выражениям (3) и (4) .1Сигнал с выхода сумматора 6 через ЦАП 2 поступает на второй вход сумматора 7, выходной сигнал которого подается на аналоговый вход ЦАП 3, На выходе сумматора 8 формируется синусоидальное напряжение. Если, например, число старших разрядов входного кода равно 6, а число младших разрядов равно 1 О, то погрешность аппроксимации функции в предлагаемом преобразователе составит 0,0017, а в прототипе - 0,067 Точность прототипа может быть повышена только за счет увеличения числа старших разрядов входного кода. С увеличением числа старших разрядов на единицу точность преобразователя повышается приблизительно в два раза, но при этом почти во столько же раз возрастает сложность формирователей 4 и 5 ступенчатого напряжения и сложность цифроуправляемого формирователя 1 ортогональной системы прямоугольных импульсов. В предлагаемом преобразователе сигналы с выходов формирователей ступенчатого напряжения поступают непосредственно на входы выходного сумматора, а не через сумматор 6, как в прототипе, Это также позволяет повысить точность преобразователя за счет уменьшения влияния погрешности сумматора 6.Кроме того, использование предлагаемого технического решения позволяет расширить функциональные воэможности преобразователя, так как на его выходе формйруется не только положительная, но и отрицательная полуволна синусоиды. Это достигается в результате1124333 тго, что н преобразователе используется разложение в ряд Уолша функции з 1.п 21 к, а не зьпх, как впрототипе,фкодно ниРСоставитель Г. ОсипТехред А.Бабинец,Редакто Тимохи орре ерни ак ПодписноеССР комитета открытий ская наб., д. 4/5 Филиал ПЛН "Патент",город, ул, Проектн 282/39 ВНИИ по 113035Тираж 698 Государственно елам изобретени 1 осква, Ж, Р:При этом не увеличиваются аппаратурные затраты, так как количество коэффициентов ряда, отличных от нуля,пр, разложении обеих функций одинаковое.