Устройство для преобразования координат

(594 С 06 С 7 НОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ УДАРСТВЕННДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ с ния(7 1) Институт проблем моделировав энергетике АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 1098009, кл. С 06 С 7/22, 1983.Электроника, 1981, У 19, с. 76(57) Изобретение относится к вычислтельной технике и может быть использовано при решении задач, связанныхвращением координатной системы наплоскости. Цель изобретения - повышние точности. Устройство содержит спервого по четвертый мультиплексоры1-4, первый и второй операционныеусилители 5, 6, первый и второй умнжающие цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 7 и 8, с первого по четвертый ключи 9-12, первый и второйсумматоры 13, 14, с первого по двад1327129 цать третий масштабирующие резисторы 15-37, два информационных входа, два выхода и шину кода угла. С помощью мультиплексоров, управляемых тремя старшими разрядами кода угла, из масштабирующих резисторов и операционных усилителей составляется одна из восьми схем, выполняющих поворот системы координат на угол, кратный 45 . Поворот в пределах одного октан 0та осуществляется с помощью умножаюИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении задач, связанных с вращением координатной системы на плоскости.Цель изобретения - повышение точности.На чертеже показана схема предлагаемого устройства.Устройство для преобразования координат содержит с первого по четвертый мультиплексоры 1-4, первый н второй операционные усилители 5,6, умножающиа цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) .7,8, с первого по четвертый ключи 9-12, первый и второй сумматоры 13, 14, с первого по двадцать третий масштабирующие резисторы 15-37, информационные входы 38, 39, выходы 40, 41, шину 42 кода угла.Устройство работает следующим образом. Мультиплексоры 1-4, операционные усилители 5,6, а также масштабирующие резисторы 15-27 предназначены для дискретного поворота осей координат на угол и 45 , где п 0,1,27. Умножающие ЦАП 7,8 сумматоры 13, 14, а также резисторы 28-33, 36, 37 предназначены для поворота осей координат в пределах от 0 до 45 . Ключи 9-12 а также резисторы 34, 35 предназначены для коррекции преобразования приоповороте осей от 22,5 до 45 (в каждом октанте).На входы 38, 39 поступает значение прямоугольных коррдинат ха, уа на шину 42 - код угла поворота. щих ЦАП, сумматоров и перекрестныхобратных связей, реализующих приближенно тригонометрические формулы по-.ворота, С помощью ключей, управляемыхчетвертым разрядом кода угла, осуществляется коррекция аппроксимации взависимости от того, принадлежит уголпервой или второй половине октанта,Общий угол поворота неограничен, максимальная погрешность составляет0,17 . 1 ил. 2Мультиплексоры 1-4, подключая квходам операционных усилителей 5,6.резисторы связанные с аналоговымивходами устройства, а также резисторы 5 18, 19, 22, соединенные с шиной нулевого потенциала, вместе с резисторами24-27 формируют одну из восьми схем,выполняющую поворот осей на угол,кратный 45. Дискретный угол поворота 10 зависит от состояния трех старшихразрядов шины 42 коды угла, которыеуправляют мультиплексорами 1-4. Всеповороты выполняются без методической погрешности. Резисторы 17, 18, 15 22-27 выбирают равными по величинеН, резисторы 15, 16, 20, 21 равны повеличине и соответствуют КГ 2, а резистор 19 равен К/Г 2.На выходах операционных усилите 20 лей 5 и 6 образуются сигналы х и у,которые соответствуют преобразованным координатам вектора.Сигналы на выходах устройства будут равны25 х,х + - - (М + 1 у) ц+ 1 В;= У - - -- (Ы+ 1) + 1 В х+х аых Г 30где Ы = 0,397у = 0,0338;80,395;1 - двоичное значение четвертогоЗБ старшего разряда кода угла/где= (1 Ч),8 5Для выполнения поворотов осей наотрицательный угол необходимо податьна шину 42 кода угла значение угла вдополнительном коде. Повышение точности преобразования координат достигается эа счет точного формированиявосьми дискретных поворотов на углы,кратные 45 , и использования различной аппроксимации в двух диапазонах,угла (0-22,5 ф) при 1 и 0 и (22,545) при 11. Смена аппроксимацииосуществляется четвертым разрядом шины 42 кода угла посредством ключей9-12. Погрешность по углу в диапазоне ср не превышает 0,075 при 10и 0,17 при 1 1. Формула изобретения Устройство для преобразования координат, содержащее два мультиплексора, выходы которых соединены с неинвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей и через первый и второй масштабирую- З 0 щие резисторы - с шиной нулевого потенциала, выходы операционных усилителей соединены Соответственно через третий и четвертый масштабирующие резисторы с их инвертирующими входами, а через пятый и шестой масштабирующие резисторы - с суммирующими входами первого и второго сумматоров соответственно, выходы которых являются выходами устройства, первый и 4 О второй умножающие цифроаналоговые.преобразователи, кодовые входы которых соединены с группой младших раз- Рядов шины задания кода угла, а аналоговые входы соответственно через седьмой и восьмой масштабирующие резисторы соединены с общим выводом девятого и десятого масштабирующих резисторов, включенных последовательно между выходами первого операционного 50 усилителя и первого сумматора, и с общим выводом одиннадцатого,и двенадцатого масштабирующих резисторов, включенных последовательно между выходами второго операционного усилите ля и второго сумматора, выходы первого и второго умножающих цифроаналоговых преобразователей соединены с вычитающим входом второго сумматора и с суммирующим входом первого сумматора соответственно, два старших разряда шины задания кода угла соединеныс соответствующими входами группы управляющих входов мультиплексоров,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности, устройство содержит третий и четвертый мультиплексоры, четыре ключа и масштабирующие резисторы с тринадцатого подвадцать третий, при этом третийстарший разряд шины задания кода угла соединен с соответствующим входомгруппы управляющих входов мультиплексоров, а группы управляющих входовтретьего и четвертого мультиплексоровсоединены с соответствующими управляющими входами первого и второго мультиплесоров, каждый мультиплексор имеет по восемь информационных входов,с первого. по восьмой, первый и третий информационные входы третьегомультиплексора, пятый и седьмой информационные входы первого мультиплексора соединены между собой и через тринадцатый масштабирующий резистор соединены с шиной нулевого потенциала, второй, шестой, восьмой и четвертый информационные входы соответственно третьего, первого, четвертогои второго мультиплексоров соединенымежду собой и через четырнадцатыймасштабирующий резистор соединены сшиной нулевого потенциала, шестой,второй, четвертый и восьмой информационные входы соответственно третьего, первого, четвертого и второгомультиплексоров соединены между собойи через пятнадцатый и шестнадцатыймасштабирующие резисторы соединенысоответственно с первым и вторым информационными входами устройства, четвертый, пятый информационные входытретьего мультиплексора, первый информационный вход первого мультиплексора, третий информационный вход четвертого мультиплексора, седьмой информационный вход второго мультиплексора объединены и через семнадцатыймасштабирующий резистор соединены спервым информационным входом устройства, седьмой информационный входтретьего мультиплексора, третий ичетвертый информационные входы первого мультиплексора, пятый информационный вход четвертого мультиплексора, первый информационный вход второго мультиплексора объединены и черезвосемнадцатый масштабирующий резисторСоставитель Г.ОсиповРедактор М.Бандура Техред В.Кадар Корректор М, Пожо Заказ 3393/47 , Тираж 672 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 132712 соединены с вторым информационным входом устройства, восьмой, шестой и вто- рой информационные входы соответственно третьего, четвертого и второго мультиплексоров объединены и через девятнадцатый масштабирующий резистор соединены с вторым информационным входом устройства, восьмой, второй и шестой информационные входы первого, четвертого и второго мультиплексо ров объединены и через двадцатый масштабирующий резистор соединены с первым информационный входом устройства, первый и седьмой информационные входы четвертого мультиплексора, тре тий и пятый информационные входы второго мультиплексора объединены и через двадцать. первый масштабирующий . резистор соединены с шиной нулевого потенциала, выходы третьего и четвер-д) того мультиплексоров соединены .с инвертирующими входами соответственнопервого и второго операционных усилителей, первый ключ включен параллельно седьмому, а второй ключ - параллельно восьмому масштабирующимрезисторам, двадцать второй масштабирующий резистор и соединенный с нимпоследовательно третий ключ включенымежду выходом первого умножающегоцифроаналогового преобразователя иобщим выводом девятого и десятого.масштабирующих резисторов, двадцатьтретий масштабирующий резистор и соединенный с ним последовательно четвертый ключ включены между выходомвторого умножающего цифроаналогового преобразователя и общим выводомодиннадцатого и двенадцатого резисторов управляющие входы всех ключейсоединены с четвертым разрядом шиныкода угла,