Преобразователь угол-код

(57) Изобретение отн тике и вычислительной втом мож сится к гехнике Мф 33отехнический инловоишину.реобравводаельную пользован ыт вычисл мации изобр инф Цел ощени етения повышени бора рацио надежности еля зова за с ма ф свое алгоритго для ального требуюьшего к нкционирован чества Преобр изации мен нкциональн гол код со ых фу ель у усный тов,ых узл держит сложн зоват тор ров гла, с из инв датчик 1 остоящий окт М СР Ю СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1089603, кл. С 08 С 9/04, 1983.Авторское свидетельство СССР1126988, кл, С 08 С 9/04, 1983.Вульвет Дж, Датчики в цифровыхсистемах. - М,: Энергоиздат, 1981,с, 158. 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - К3, 4, ключей 5, б, 7 и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, 9, функциональный аналого-цифровой перемножитель 10, преобразователь 11 кода угла в код тангенса, цифроаналоговые перемножители 12-14, демодулятор 20, масштабирующие резисторы 15, 16, операционные усилители 17-19, преобразователь 21 напряжение - частота, компаратор 2 реверсивный счетчик 23, управляемый инвертор 24 кода, Устройство реалисзует алгоритм формирования сигнала рассогласования вида С у,(сон В + ч;зп 6)++ Ч соз 6 - зп В = О, Существенными 1336242отличиями предложенного устройстваот сущестнующих преобразователей сразделением цифрового эквивалентаугла на две части является то, что вданном случае аналоговый сигнал умножается на тангенс угла, определяемогостаршими по весу разрядами, а немладшими, как это имело место, например,в структуре, реализующей формулуз 1 п(6 - 4,) - соз(6 - Ч) Ср ч, = О, Ксущественным отличиям относится также наличие только одного функционального цифроаналогового перемножения,1 з.п, ф-лы, 1 ил,где Ч Ч ф (2)- угол, соответствующий старшим 1разрядам реверсивного счетчика 23; 1Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может быть.использовано для ввода угловой информации в вычислительную машину.Цель изобретения - упрощение преобразователя и повышение его надежности за счет снижения числа функцио.нальных цифроаналоговых перемножителей.10На чертеже представлена структурная схема преобразователя.Преобразователь угол - код содержит синусно-косинусный датчик 1, селектор 2 октантов, инверторы 3 и 4,15ключи 5-7, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ8 и 9, функциональный цифроаналоговыйперемножитель 1 О, преобразователь11 кода угла в код тангенса угла,цифроаналоговые перемножители (ЦАП)12-14, масштабирующие резисторы 15 и2016, операционные усилители 17-19,демодулятор 20, преобразователь 21напряжение - частота, компаратор 22,реверсивный счетчик 23, управляемыйинвертор 24,Сущность изобретения заключаетсяв выборе структуры преобразователя,реализующей алгоритм формированиясигнала рассогласования30тр,(сов 6+ Ч зп 6)+сон 6 - зЫ В = = О, (1) 2- угол, соответствующий младшимразрядам реверсивного счетчика 23.Если предположить, чтозп у, сонм 1, (3)то выражение (1) примет вид:СЯ(соэ 6 соз+ 81 п 6 81 п )+ соз 6 зп- зп 6 сон, =з 1.п (6 - %)соБ( 6 - К )-зж(6 -у )=0соз В -2Фт,е, при выполнении условий (2) и (3)равенство (1) превращается в тождество.Преобразователь работает следующимобразом,С выходов датчика 1 сигналы вопди соз 8 поступают на входы селектора2 октантов, Управление селектором 2октантов и инвертором 24 кода осуществляется тремя старшими разрядами реверсивного счетчика 23 таким образом,как будто с выходов селектора октантон снимаются синусные и косинусныефункции только первого октанта, Навыходе ЦАП 13 формируется напряжение,пропорциональное произведениюзпВ,которое складывается с напряжением,пропорциональным соз В на выходе операционного усилителя 17, с выхода которого сумма соз 6 + у зп В поступает на аналоговый вход ЦАП 12, на цифровые входы которого поступает кодтангенса угла Ф с выходов пре3 133624 образователя 11 кода угла в код тангенса. На выходе ЦАП 14 формируется произведениесоя О, которое суммируется с напряжением пропорцио 5 нальным -з 1 п 8 на выходе операционного усилителя 18, Сигналы с выхода ЦАП 12 и с выхода операционного усилителя 18 суммируются с помощью операционного усилителя 19, Напряжение, пропорциональное выражению 15 20 2 ф 2 мдцс2 п У 30 1, Преобразователь угол - код, содержащий синусно-косинусный датчик 35угла, первый и второй цифроаналоговыеперемножители, .информационные входыкоторых объединены, а выходы черезмасштабирующие резисторы подключены к 40 первым входам первого и второго операционных усилителей соответственно,выход первого операционного усилителя соединен с управляющим входОм функционального цифроаналогового перемно жителя, выход которого подключен кпервому входу третьего операционногоусилителя, выход которого соединен спервым входом демодулятора, второйвход которого соединен с источником 50опорного напряжения и с входом синусно-косинусного датчика угла, выходдемодулятора через компаратор подключен к первому входу реверсивного счетчика, а через преобразователь напряжение - частота - к второму входу реверсивного счетчика, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности преобразователя, в него введены селектор ок 1 р у,(соя О+ , зп О)+ , сов е - я 1.п 0 с выхода операционного усилителя 19, преобразуется блоками 20, 21 и 23 в последовательность счетных импульсов, управляющих кодом на выходе реверсивного счетчика 23 до сведения сигнала рассогласования к нулю.Резисторы 15 и 16 устанавливают ., масштаб аналоговых сигналов рассогласования, корректируемых изменение углав соответствии с у, / ,.Селектор 2 октантов представляет собой устройство, формирующее из в 1 п 6 . сов О в диапазоне угла 0 с 0с 360 значения этих функций в первом октанте, Это необходимо ввиду того, что функция тангенса в удобной для вычислений форме определена в первом октанте. Селектор 2 октантов состоит из инверторов 3 и 4, ключей 5 и 6 перемены знака, ключа 7 перемены функции, элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и 9. Для этих же целей служит управляемый инвертор 24.Управляемый инвертор 24 кода угла может быть реализован в виде блока двухвходовых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ каждый первый вход которых является разрядным, а вторые входы объединены и образуют вход управления инверсиейблока.Демодулятор 20, преобразователь 21 напряжение - частота и компаратор 22 вырабатывают последовательность счетных импульсов, частота которых пропорциональна величине сигнала рассогласования, а направление счета определяется фазой сигнала рассогласования по отношению к опорному. Демодулятор 20 может быть выполнен в виде аналогового умножителя сигнала рассогласования и опорного сигнала, выход умножителя подключен к входу фильтра низких частот,на выходе которого формируется постоянный сигнал.Умножающие ЦАП 12-14 представляют собой 24линейные двухвходовые перемножители, выходной сигнал которых пропорционален произведению двухполярного анало-,. гового сигнала на однополярный входной код и могут быть реализованы на микросхеме типа 572 ПА 2.Функциональный цифроаналоговый перемножитель 10 представляет. собой устройство с аналоговым и цифровым входами, на выходе которого формируется сигнал, соответствующий произведению сигнала на аналоговом входе на тангенс кода угла, поступающего на цифровые входы, Может быть реализован на линейном ЦАП и ПЗУ, переводящем код угла в код тангенса, например на микросхеме 556 РТ 5.Методическая погрешность преобразования, связанная с заменой , а здпч;1 а сояпри О (с ч, определяется из пропорции где п - число разрядов Ч,; ш - число разрядов При и = 8 и ш = 4 методическая погрешность не превышает двух десятых от величины кванта младшего разряда.1336242 Составитель М. СидороваТехред И,Попович Редактор Е, Папп Корректор С, Шекмар Заказ 4055/56 Тираж 901ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тантов и управляемый инвертор кода, первая группа выходов которого соединена с информационными входами первого и второго цифроаналоговых перемно 5 жителей, а вторая группа выходов соединена с информационными входами функционального цифроаналогового перемножителя, выходы трех старших разрядов реверсивного счетчика подключены к первому, второму и третьему цифровым входам селектора октантов, выход третьего старшего разряда реверсивного счетчика подключен к управляющему входу управляемого инвертора кода, первая и вторая группы входов которого соединены с первой и второй группами выходов реверсивного счетчика соответственно, первый и второй выходы синусно-косинусного датчика угла соединены с первым и вторым входами селектора октантов соответственно, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго цифроаналоговых перемножителей и вторым входам второго и первого операционных усилителей соответственно, выход второго операционного усилителя соединен с вторым входом третьего операционного усилителя.2. Преобразователь по п,1, о тл ич а ю щ и й с я тем, что селектор октантов содержит первый и второй ин-верторы, первый, второй и третий ключи и два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,вход первого инвертора, являющийсяпервым входом селектора октантов,соединен с первым входом первого ключа,второй вход которого соединен с выходом первого инвертора, вход второгоинвертора являющийся вторым входомселектора октантов, соединен с первым,входом второго ключа, второй входкоторого соединен с выходом второгоинвертора, управляющий вход первогоключа, являющийся первым цифровымвходом селектора октантов, соединенс первым входом первого элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого, являющийся вторым цифровым входомселектора октантов, соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого является третьим цифровым входом селектораоктантов, выходы первого и второгоэлементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединеныс управляющими входами второго и третьего ключей соответственно, выходыпервого и второго ключей подключенык первому и второму входам третьегоключа, первый и второй выходы которого являются первым и вторым выходамиселектора октантов соответственно,