Устройство для преобразования координат

(54) УСТР КООРДИНАТ (57) Изо преобраз ено для КВ(-дат ые сосазн ретение пр вания напр дающих орт женки гонал чиков зтавляющи пряжения екториемник входноголя СКВ(-.пе координ сооттам вектора, поветствую ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Электроника, 1981, 9 19, сАвторское свидетельство СССРзаявке Р 3652237/24,кл, С 06 С 7/22, 1983. ОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ 80124901 А 1 вернутого на заданный двоичным кодоугол. Устройство обеспечивает повышенную точность преобразования. Оносодержит цифроуправляемые делители1, 2, входные 3, 4, суммирующие 5,6, развязывающие 7, 8, выходные 9,10 усилители, переключатели 11-18,масштабирующие резисторы 19-50, регистр 5 1 хранения кода, селекторквадрантов 52. Устройство реализуетуравнение поворота вектора на плоскости на заданный угол, хранящийсяв регистре 51, Контуры 1-5-7 и 2-6-8реализуют приближенную тангенснуюфункцию половинного угла. Выходныеусилители 9, 10 формируют требуемыезависимости с учетом номера квадранта, 1 л,1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для преобразования напряжений СКВТ-датчика задающих координаты входного вектора, в напряжения для СКВТ-приемника, соответствующйе координатам вектора, повернутого на угол (аргумент), заданный двоичным кодом.Целью изобретения является повышение точности преобразования.На чертеже приведена схема устройства для преобразования координат.В состав устройства для преобразования координат входят цифроуправляемые делители 1 и 2, выполненные в виде резистивных матриц КК, операционные усилители, входные 3 и 4, суммирующие 5 и 6, развязывающие 7 и 8 и выходные операционные усилители 9 и 10,переключатели 11 18, масштабирующие резисторы 19-50, регистр 5 1 хранения кода, селектор квадрантов 52, выходы 53 и 54.Преобразование координат основано на использовании уравнений векторного вращения на угол О , заданный кодом ц= ц соз 6+ ц з 1 пЮ,ц = ц созО - ц 51 пО,где ц 5 и ц - напряжения, поступающие от СКВТ-датчика.Уравнение (1) для первого квадранта преобразуется к виду В прототипе значение тангенса заменялось линейной функцией Кв, что при К = 0,85 создавало погрешность формирования +2,57 В данном устройстве для снижения этой погрешности тангенс половинного угла замененаОзависимостью - , где а = 0 7058821 - 6У Р о = 0,294118 в диапазоне изменения угла 0-1. Это снижает"погрешность воспроизведения ц, и ц до +1,5 Е, При работе в четырех квадрантах знаки величин и коды угла изменяются следующим образом:В 1 квадранте (0-90)ц,=ц, +(ц,+ц ); Во 11 квадранте (90-180) а (1-9)П,=-П,(П,П 1) 1 6(1 В)1а (1-6)П, =-П,-("П)ЬТ 1-Г В 111 квадранте -90) - (-180) ) а(1-О)В 1 т квадранте (0-90 ) Устроиство работает следующимобразом.От вычислителя или ЦВМ на регистрхранения 5 1 кода поступает входнойпараллельный двоичный код, пропорциональный значению угла поворотав четырех квадрантах. Положительномуозначению угла в пределах 0-180 соответствует прямой код, а отрицательному в тех же пределах - дополнительный. Два старших разряда аи а определяют значение квадранта, остальные разряды представляют величину угла в пределах квадранта. Переключатели 11, 12, 17, 18 при кодах квадранта 00 и 11 находятся в положенииа при кодах квадранта О 1 и 10в положении 11. Переключатели 13.и 14 находятся в положении 1, если 40а,= О. Переключатель 15 находитсяв положении 1, переключатель 16в положении 11 при а= О.От СКВТ-датчика косинусное напряжение ц поступает на усилитель 3 45через резистор 19 и суммируется иливычитается с выходным напряжениемц 2, поступающим к тому же усилителю 3 через резистор 21 и переключатель 11. В обоих положениях переключателя 11 сложение (вычитание) выполняется в постоянном масштабе, который равен единице, С выхода усилителя 3 напряжение поступает на прямой вход усилителя 5. Одновременнонапряжение с выхода усилителя 7 поступает на инвертирующий вход усилиФтеля 5, который в совокупности смасштабирующими резисторами 27-30124 1 О 35 3выполняет функцию алгебраического суммирования, как и усилит".ль 6 с резисторами 3 1-34.Напряжение Б поступает на аналоговый вход первого цифроуправляемого делителя 1, на выходах которого формируются токи, пропорциональные коду 0 и его дополнению (1-6), В зависимости от номера квадранта прямой или дополняющий выходы делителя 1 подключаются через переключатель 13 к усилителю 7, на выходе которого формируется искомая дробно-рациональная зависимость, аппроксимирующая тангенсную. Аналогичным образом работает второй контур (усилители 6,8 и делитель 2).На выходах усилителей 9 и 10 формируются для каждого из четырех квадрантов представленные зависимости, реализующие поворот входного вектора на заданный угол.Устройство для преобразования координат можно использовать в режиме построителя вектора с цифроаналого- д 5 вым выходом. Для этого к выходу 54 следует подключить компаратор, управляющий регистром последовательно го приближения, подключенным к цифровому входу преобразователя. После выполнения уравновешивания в регистре установится код, пропорциональный аргументу, а на выходе 53 - напряжение, пропорциональное модулю вектора. Формула изобретения Устройство для преобразования координат, содержащее первый входнойоперационный усилитель, инвертирующий вход которого соединен черезсоответствующие масштабирующие резисторы с его выходом и с первыминформационным входом устройства,второй входной операционный усилитель, 45инвертирующий вход которого соединен через соответствующие масштабирующие резисторы с его выходом и свторым информационным входом устройства, первый и второй цифроуправляемые делители, выполненные ввиде резистивных матриц КК, первый и второй развязывающие усилители, между выходом и инвертирующимвходом которых включены соответствующие масштабирующие резисторы,первый выходной операционный усилитель, инвертирующий вход которого 7901 4 соединен через соответствующие масштабирующие резисторы с выходомпервого развязывающего усилителя, свторым информационным входом устройства, с шиной нулевого потенциала и с выходом первого выходногооперационного усилителя, неинвертирующий вход которого через соответствующие масштабирующие резисторысоединен с шиной нулевого потенци.ала и с выходами первого и второгопереключателей, входы первого переключателя соединены с выходом первого развязывающего усилителя и сшиной нулевого потенциала, а входывторого переключателя - с вторым информационным входом устройства и сшиной нулевого потенциала, второйвыходкой операционный усилитель,инвертирующий вход которого соединенчерез соответствующие масштабирующие резисторы с выходом второго развязывающего усилителя и с первым информационным входом устройства, сшиной нулевого потенциала и с выходом второго выходного операционногоусилителя, неинвертирующий вход которого через соответствующие масштабирующие резисторы соединен с шиной нулевого потенциала и с выходамитретьего и четвертого переключателей, входы третьего переключателясоединены с выходом второго развязывающего усилителя и с шиной нулевого потенциала, а входы четвертогопереключателя - с первым информационным входом устройства и с шинойнулевого потенциала, выход первоговыходного операционного усилителячерез соответствующий масштабирующийрезистор и соединенный с ним последовательно пятый переключатель соединен с инвертирующим и неинвертирующим входами второго входного операционного усилителя, выход второговыходного операционного усилителячерез соответствующий масштабирующий резистор и соединенный с нимпоследовательно шестой переключатель соединен с инвертирующим и неинвертирующим входами первого входного операционного усилителя, регистр хранения кода, выходы двухстарших разрядов которого соединены с входами селектора квадрантов,а выходы остальных разрядов регистрасоединены соответствекно с кодовымивходами первого и второго цифроуправляемых делителей, выход селекто1247901 Составитель Г.ОсиповРедактор Н.Горват Техред М,Ходанич Корректор М.Самборская Заказ 4128/50 Тираж 671 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра квадрантов соединен с управляющими входами второго, четвертого, пятого и шестого переключателей, управляющий вход первого переключателясоединен с инверсным выходом, а управляющий вход третьего переключателя - с прямым выходом старшего раз -ряда регистра хранения кода, неинвертирующие входы первого и второговходных операционных усилителей сое-,динены с шиной нулевого потенциалачерез соответствующие масштабирующиерезисторы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностипреобразования, устройство содержитпервый и второй суммирующие усилители, седьмой, восьмой, девятый и десятый переключатели, при этом выходпервого входного операционного усилителя соединен с неинвертирующимвходом, а выход первого развязывающего усилителя - с инвертирующимвходом первого суммирующего усилителя, выход которого соединен с аналоговым входом первого цифроуправляемого делителя, выход второго входного операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом, а выход второго развязывающего усилителя - с инвертирующим входом второго суммирующего усилителя, выход которого соединен с аналоговым входомвторого цифроуправляемого делителя,первый выход первого цифроаналогового делителя через седьмой переключатель соединен с инвертирующим входомпервого развязывающего усилителя ис его неинвертирующим входом, соединенным с шиной нулевого потенциала,а второй выход первого цифроуправляемого делителя через восьмой переключатель соединен с неинвертирующимвходом первого развязывающего усилителя и с его инвертирующим входом,первый выход второго цифроуправляемого делителя через девятый переключатель соединен с инвертирующим входом второго развязывающего усилителя и с, его неинвертирующим входом,соединенным с шиной нулевого потенциала, второй выход второго цифроуправляемого делителя через десятыйпереключатель соединен с неинвертид Рующим входом второго развязывающегоусилителя и с его инвертирующим входом, прямой выход второго по старшинству разряда регистра хранениякода соединен с управляющими входамиседьмого, восьмого, девятого и десятого переключателей.