Устройство для формирования функции эллипса

0 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) ИИ 4(51) С 06 С 7/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТ АВТОРСЯО свидетел6 6 7/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.И. Кирова(56) 1, Авторское ьство СССР Мф 934502, кл. С 0 1980.2, Авторское свидетельство ССС В 100317, кл. С 06 С 7/26, 1980 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИИ ЭЛЛИПСА, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с опорным входом управляемого фазовращателя, блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, три сумматора, фильтр и фазовращатель, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияточности и упрощения, оно содержитдва фазочувствительных выпрямителя ивторой фильтр, при этом выход генератора синусоидального напряжения соединен с входом фазовращателя и с первым входом первого фазочувствительного выпрямителя, выход фазовращателясоединен с первым входом второго фазочувствительного выпрямителя, вторыевходы фазочувствительных выпрямителей соединены с выходом управляемогофазовращателя, а их выходы через соответствующий фильтр - с первым ивторым входами первого и второго сумматоров, третий вход второго сумматора и первый вход третьего сумматорасоединены с шиной опорного напряжения, второй вход третьего сумматораявляется входом устройства, выходыпервого и третьего сумматоров соединены с входами блока сравнения, авыход второго сумматора является выходом устройства.Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может найти применение в различных системах моделирования и автоматического управления, где требуется точное воспроизведение центральных кривых второго порядка общего вида, включающих в себя эллипсы и окружности, произвольно расположенные в плоскости системы координат. 10Известны устройства, работа кото,рых основана на векторном суммировании гармонических напряжений.В одном из этих устройств выходной сигнал изменяется в соответствии с 15 функцией эллипсаОднако это устройство имеет ограниченные функциональные возможности (в нем не предусмотрено формирование кривых второго порядка общего вида) и невысокую точность.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для формирования ординат эллипса, содержащее генератор сину соидального напряжения, выход которого соединен с первым входом управляемого фазовращателя, с входом управляемого усилителя и с первым входом блока сравнения фаз, выходы управляемого усилителя и управляемого фазовращателя подключены к соответствующим входам первого сумматора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения фаз, фазовращатель, линейный выпрямитель, фильтр нижних частот, второй и третий сумматоры, блок сравнения, первый вход которого является входом устройства, при этом выход генератора синусоидального напряжения соединен с первыми входами второго и третьего сумматоров, выход управляемого усилителя соединен с вторыми входами второго и третьего сумматоров, выход первого сумматора через фазовращатель связан с третьими входами второго и третьего сумматоров, выход второго сумматора через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр нижних частот соединен с вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого усилителя, а выход третьего сумматора является выходом устройства 12 .55, Недостатком устройства является наличие двух связанных контуров автоматического регулирования, что создает определенные трудности в обеспечении устойчивости функционирования устройства, усложняет настройку, снижает динамические показатели точности устройства.Поскольку все три сумматора в данном преобразователе суммируют гармонические напряжения, это приводит к появлению фазовых погрешностей, компенсация которых связана с некоторыми сложностями. Кроме того, из-за изменения в широком диапазоне амплитуд сигналов, сравниваемых по фазе, возникают дополнительные погрешности.В тех случаях, когда выходным сигналом устройства должно быть напряжение постоянного тока, это требует установки дополнительного выпрямителя и фильтра нижних частот, что дополнительно усложняет устройство, ухудшает его быстродействие.Целью изобретения является повышение точности и упрощение.Цель достигается тем, что устройство для формирования функции эллипса, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого соеди. нен с опорным входом управляемого фазовращателя, блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, три сумматора, фильтр и фазовращатель, содержит два фазочувствительных выпрямителя и второй фильтр, при этом выход генератора синусоидального напряжения соединен с входом фазовращателя и с первым входом первого фазочувствительного выпрямителя, выход фазовращателя соединен с первым входом второго фазочувствительного выпрямителя, вторые входы фазочувствительных выпрямителей соединены с выходом управляемого фазовращателя, а их выходы через соответствующий фильтр с первым и вторым входами первого и второго сумматоров, третий вход второго сумматора и первый вход третьего сумматора соединены с шиной опорного напряжения, второй вход третьего сумматора является входом устройства, выходы первого и третьего сумматоров соединены с входами блока сравнения, а выход второго сумматора является выходом устройства.На фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - диаграмма напряжений. Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, управляе(1 д) ц =ц +ц я 1 п 6+К- соя 9 ц, о х 3 где цх цн координаты центра эллипса;Цо,ц Ь - полУоси эллипса, Кцо/цьВ - угол поворота осей системы координат ХОУ,совпадающей с осями эллипса, относительно системы координат ХОУ,Уравнение (1 а) отражает перевод 1входного сигнала ц из внешней систе 30 мы координат ХОУ в систему координат ХОУ, уравнение (1 А) - обратный перевод выходного сигнала ц- из системы ХОУ в систему ХОУ. При выполнении условия (16) модуль Ц- ортогональной составляющей выходного напряжения управляемого фазовращателя ц , совпадающей по фазе с напряжением генератора ц, равен значению независимой переменной в системе ХОУ. Модуль40 ц- ортогональной слагающей ц ,сдвинутой относительно цг на 7/2, равен ординате центральной кривой второго порядка в системе ХОУ, Выделение модулей ц- и ц- отражается уравнениях Я45 ми (1 в) и (1 г) .Устройство работает следующим образом. Напряжение входного сигнала постоянного тока поступает на вход50 сумматора 4 с коэффициентом передачи 1, на второй вход которого с коэффициентом передачи, равным - цх /ц0 подается опорное напряжение Ц . Выходное напряжение сумматора 4 пос тупает на вход блока 3 сравненияНа выходе управляемого фазовращателя 2, на вход которого подается напряз 11336 мый фазовращатель 2, блок 3 сравнения, третий сумматор 4, первый фазочувст- вительный выпрямитель 5, фильтр 6, первый сумматор 7, второй фазочувствительныйвыпрямитель 8, фильтр 9, фазовращатель 10, второй сумматор 11.Алгоритм работы устройства описывается уравнениями00 В предлагаемом устройстве отсутствует суммирование гармонических сигналов, что позволяет использовать в схемах сумматоров более простые операционные усилителя, с полосой пропускания, определяемой не несущей частотой генератора синусоидальногонапряжения, а частотой входного сигнала, которая на несколько порядковниже. Соответственно повышается точность операций суммирования. 4жение генератора, устанавливается некоторое напряжение с фазой 4, Конец вектора Ц соответствует точке, лежащей на окружности с радиусом /цд/ (фиг.2) и соответствующейзаданному значению входного сигнала Цх. Ортогональные слагающие этого напряжения ц- и ц - выделяются фазох Ячувствительными выпрямителями 5 и 8, Напряжение Ц- поступает на вход сумматора 7 с коэффициентом передачи соя 6 и сумматора 11 с коэффициентом передачи япО. Напряжение Ц- - соот 3 ветственно с коэффициентом передачи К- ягп 6 и К- соя 9 .ЧВыходное напряжение сумматора, представляющее проекцию вектора ц, на ось Х, подается на второй вход блока 3 сравнения. При выполнении условия (1 а) фаза напряжения определяется выражением (16), а напряжение ц- и ц соответствует координатам искомой точки эллипса с параметрамиК -в системе ХОУ. чоСумматор 11, на третий вход которого с коэффициентом передачи ц /цо поступает опорное напряжение ц , суммирует поступающие его входы напряжения согласно (1 д). Выходное напряжение ц этого сумматора равно ординате центральной кривой второго порядка общего вида в системе,ХОУ.Таким образом, предлагаемое устройство имеет только один контур автоматического регулирования, что существенно его упрощает, улучшает быстродействие и повышает точность.Напряжения, управляющие работойфазочувствительных выпрямителей, имеют большую и постоянную по величи-. не амплитуду, что упрощает схему и повышает точность работы усилителей- ограничителей, входящих в состав выпрямителей. При этом постоянная фазовая погрешность усилителей-ограничителей может быть легко скомпенсирована.1133600 инав Й 994 ВДО ТУО Фуцщад ПЗЩ у ит, г. ззород О, ул.Проектиая е Таким образом, предлагаемое устройство обладает более простой технической реализацией, позволяет получить более высокую точность и существенно лучшие метрологические характеристики. Это определяет технико-экономический эффект от использованияизобретения.