Устройство для формирования векторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09 С 09 С 1 08 ПИС Е ИЗО СВИДЕТЕЛЬ АВТОРСН У 1) 3544 2) 26.0 6) 07.0 а автоФОРМИРОВАНИЯк обработк подключен а, а выход второго и ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В.И.Пискунов и В.Ф.Лескин (71) Киевский ордена Ленина политехнический институтим. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революци (53) 681.327.11 (088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 682923, кл, С 09 С 1/08, 1979.2, Слизкой А,А. Линейные интерполяторы. - В кн.: "Системы графической связи". Серия "Проблемы промышленной кибернетики". К изд-во Ин-т матики, 1972 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕКТОРОВ, содержащее бл координат, вход которог к входной шине устройст к первым входам первого третьего коммутаторов, выход которогоподключен к выходной шине устройства,второй и третий входы - к выходампервого и второго коммутаторов, делитель напряжения, вьмод которогосоединен с вторым входом первогокоммутатора и через первый инверторс третьим входом первого коммутатора,второй инвертор, выход которого подключен к второму входу второго коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повьппения точности формирования векторов, оно содержитгенератор пилообразного напряжения,вход которого соединен с выходомблока обработки координат и первымвходом делителя напряжения, второйвход которого подключен к выходугенератора пилообразного напряжения,третьему входу второго коммутатора ивходу второго инвертора.с входом коммутатора аналоговыхсигналов, Второй вход блока сравнения соединен с входом блока выборабольшего и меньшего, а выход блокасравнения соединен с вторым входомкоммутатора, другой вход которогосоединен с вторым входом первогоделителя. ВЫходы коммутатора подключены к аналоговым интеграторам каналов горизонтальной и вертикальнойразверток векторов. Выходы интеграторов служат выходами устройства.Кроме того, устройство содержит инверторы, переключатель полярностинапряжений и переключатель каналов,которые образуют коммутатор напряжений. При этом с помощью блока выбора большего и меньшего выделяютбольшую проекцию и на вход интегратора большей проекции подают всегдапостоянной величины опорное напряжение Бор такое по величине, котороеобеспечивает максимальную скоростьразвертки, Нормирование опорного напряжения, которое подают на интеграпомощью двух делителей двумя операциями: делением Сои на ИЛ/щорс и умножением на Йл/щи, Вд/иа и /Нд/щ - модули напряжений, пропорциональные длинам соответственно большей и меньшей проекций Формируемоговектора. Этим обеспечивается скоростьразвертки в канале меньшей проекции,пропорциональная отношению длин меньшей проекции и большей. Заданныедлины проекций обеспечиваются отключением в требуемый момент опорных напряжений от входов. интеграторов, Главньп достоинством такого устройстваявляется высокое качество линий и,кроме того, ,оно по быстродействию неуступает ранее рассмотренным 23 Однако указанное устройство обладает значительными погрешностями в Формировании координат концов вектора. Погрешности возникают за счет дрейфа нуля интеграторов и запаздйва ния комнаратора и ключей, коммутирую- щих опорные напряжения, Чем выше скорость разверток (скорость интегрирования), тем большее влияние на точность оказывают запаздывания коммутирующих элементов, а при малых скоростях развертки - дрейф нуля интеграторов. Ограничения по точности прежде всего обусловлены применением аналогового интегрирования. 1 109215 2Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и можетбыть использовано в устройствах отображения информации, автоматическогоуправления станками с программнымуправлением, в графопостроителях,в радиолокации и других областях народного хозяйства,Известен цифровой линейный интер"нолятор, содержащий цифроаналоговые 1 Опреобразователи, реверсивные счетчики, коммутатор, делитель частоты ирегистры,В основу работы известного интерполятора заложено получение напряжений разверток векторов непосредственно с помощью цифроаналоговых преобразователей полных координат, длячего на каждый вход реверсивногосчетчика, регистры которых соединеныс входами указанных цифроаналоговыхпреобразователей, подаются импульсыопределенной частоты. Отношение этихчастот равно отношению длин проекцийвектора, Такого типа устройства позволяют получить низкую погрешность тор меньшей проекции, выполняют св формировании коордйнат концов век"тора, т,е. обеспечивают хорошую стыковку векторов 1,Однако сами линии вектора при егоугловых положениях, отличньж от угловЗОкратных 45 и 90, имеют изломы, зигозаги, линии утолщаются и становятсянеоднородными вдоль вектора, Дляснижения указанного недостатка увеличивают разрядность цифроаналоговых 35преобразователей, что в конечномсчете снижает быстродействие и усложняет устройство.Наиболее близким к предлагаемому40по технической сущйости являетсяустройство формирования разверток"векторов, в котором напряжения разверток получают аналоговым интегрированием нормированных опорных напряже 45ний,Известное устройство содержит блок,выбора по абсолютной величине большего и меньшего значений длин проекций, входы которого служат входамиустройства, выходы соединены соответственно с аналоговым входом делителяаналоговых сигналов и с одним из входов блока сравнения, и с аналоговымвходом другого делителя, На второйаналоговйй вход делителя подаетсяопорное напряжение, Выход первогоделителя соединен с вторым входомвторого делителя, а выход последнего -2154 120 35Блок 1 обработки координат состоит из узла 9 неравнозначности и двух мультиплексоров 10 и 11. На входы узла 9 неравнозначности, а также на40 входы мультиплексоров поступают коды абсолютных значений длин проекций горйзонтальной /ЬХ/ и вертикальной /ЬУ/.Кроме того, на входы мультиплексоров поступают коды знаков проекций45 ЬХ и Ь 1".На выходе узла 9 неравнозначности формируется управляющий сигнал А, поступающий на управляющие входы мультиплексоров 10 и 11, а также на упра-, вляющий вход коммутатора 7. При этом А = 1, если ЙХ/ ) /ЛУ/ и А = О, если /ЬХ/6 ЪУ/. Мультиплексоры 10 и 11 при А = 1 подключают к своим выходам входы В, а при А = 0 - входы С. Такии 55 образом, если /лХ/)/ьУ/, то А = 1 и на выходы мультиплексора 10 проходят коры величины и знака проекции 4 Х, а 3 1091Цель изобретения, - повышение точности формирования векторов.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок обработки координат, вход которого подключен к входной шине устройства, а выход - к первым входам первого, второго и третьего коммутаторов, выход которого подключен к выходной шине устройства второй и третий входы - к выходам первого и второго коммутаторов, делитель напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора и через первый инвертор в . с третьим входом первого коммутатора, второй инвертор, выход которого подключен к второму входу второго коммутатора, введен генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом блока обработки координат и первым входом делителя напряжения, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения третьему входу второго коммутатора и 25 входу второго инвертора.На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурно-принципиальная схема.Устройство содержит блок 1 обработки координат, делитель 2 напряже ния, первый 3 и второй 4 инверторы, первый 5, второй 6 и третий 7 коммутаторы, генератор 8 пилообразного напряжения. на выходе мультиплексора 11 соответственно коды величины и знака проекцииЬУ. Гсли /аХ/-/дУ/,то А = 0 ина выходе мультиплексора 10 проходятуже кода величины и знака проекцииЬУ, а на выходы мультиплексора 11 коды величины и знака проекции а Х.Таким образом, на выходе мультиплексора 10 всегда будет код и знакбольшей (или равной) проекции, а навыходе мультиплексора 11 - код меньшей (или равной). Генератор 8 пилообразного напряжения содержит узел 12 сравнения кодов, генератор 13 импульсов, счетчик 14 и цифроаналоговьпл преобразователь15. На вход узла 12 сравнения поступает код абсолютного значения длиныбольшей проекции а на второй вход узла 12 сравнения - код иэ регистра счетчика 14. При равенстве кодов наобоих входах на выходе узла 12 сравнения. устанавливается нуль, генератор 13 импульсов останавливается и при этом сбрасывается в нуль счетчик 14. Таким образом, при запуске генератора 13 импульсов счетчик 14 успевает отсчитать количество импульсов, пропорциональное длине большей проекции. А на выходе цифроаналогового преобразователя 15 формируется линейнонарастающее ступенчатообразное напряжение, которое и является напряжениемразвертки большей проекции,Делитель 2 напряжения представляетсобой в сущности цифровой управляемыйделитель, построенный на операционном усилителе 16. Во входной цепи ив цепи обратной связи операционногоусилителя 16 последовательно с контактами ключей 17 и 18 включенывзвешенные по двоичному закону процезионные резисторы. Количество резисторов и ключей соответствует числуразрядов в коде, описывающем величинусамой большой возможной проекции,Срабатыванием ключей 17 во входнойцепи управляют кодом меньшей проекции,а в цепи обратной связи - кодом большей. Цепи управления ключами 17, 18,и являются цифровым управляющим входом усилителя. Коэффициент пере- /Ябьос дачи описанного делителя К =В ,где К Цц - параллельное соединейне сопротивлений в цепи обратной связи; К - то же, но во входной цепи резисторов тех разрядов, в которых содержится "1". Таким образом, коэф 10912фициент передачи делителя устанавливается равным отношению длин меньшейпроекции к большей.Инверторы 3 и 4 представляют собойтакже операционйые усилители 19 и 20с резисторами одинаковой величины вовходйой цепи н в цепи обратной связи.Устройство работает сл:едующим образом.На вход блока 1 задают коды длин 10вертикальной и горизонтальной проекций строящегося вектора. Блок 1 определяет, которая из них больше, а приравенстве принимает одну из них забольшую (в конкретном случае - верти" 15кальную). С выхода блока 1 при этомпоступают: на вход генератора 8 пилообразного напряжения код большейпроекции, на управляющий вход делителя 2 код большей и код меньшей проекгций, на управляющий вход первого ком-мутатора 5 знак меньшей проекции, ана управляющий вход второго коммутатора б знак большей проекции, науправляющий вход коммутатора 7 информация о том, какая из проекций век-.тора является или принята большей,При этом коммутаторы.5 и 6 устанавливаются в положение, обеспечивающеепрохождение на вход коммутатора 7напряжений развертки со знаками,указанными в знаковых разрядах. Коммутатор 7 устанавливается в состояние, обеспечивающее подачу напряже"ний развертки большей и меньшей35проекций на усилители отклонения всоответствии с их принадлежностьюк горизонтальной и вертикальной осямкоординат (не показаны),Запускается генератор 8 пилообразного напряжения и на его вь 1 ходеформируется линейно нарастающее напряжение, величина которого достигаетзначения, пропорционального величинебольшей проекции. Это напряжениеявляется напряжением развертки боль 15 6шей проекции вектора, Проходя далее, через делитель 2 последнее превращается в напряжение развертки меньшей проекции. Это происходит за счет того, что коэффициент передачи делителя 2 равен отношению длин меньшей проекции к большей. Инверторы 3 и 4 обеспечивают получение полярностей напряжений развертки, недостающих по отношению к уже имеющимся на выхо дах генератора 8 и делителя 2.Коммутаторы 5 и 6 обеспечивают выбор требуемой полярности напряжений развертки, а коммутатор 7 подачу их в нужный канал.Таким образом, в предлагаемом устройстве развертки представляют собой ступенчато-изменяющиеся линейно нарастающие напряжения или токи с одинаковьЬ чИслом ступенек в обоих каналах. Сглаживание ступенек осуществляется в самой отклоняющей системе за счетее инерционности. Достоинство предлагаемого устройства состоит в том, что формированиеразверток выполняется без интеграторов, вносящих значительную долю погрешности за счет дрейфа нуля и такжеустраняются погрешности, вносимыезапаздыванием компаратора и коммутирующих ключей. Кроме того, сохраненамаксимальная скорость формированияоазверток вектора,В предлагаемом устройстве переключение коммутаторов выполняется в.период подготовки устройства к формированию очередного вектора, а нев процессе построения (как это имеетместо в прототипе), поэтому погрешности от запаздывания коммутации невозникают,Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повышении точности егоработы,,Мотыль ТехРед И.Метедева КоРРектоР О.Билак т 113035, Москва, Ж-З д, 4/5пег ю мпилиал НШ Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,3086/48 Тираж 4 ВНИИПИ Государств по делам изобПодпиного комитета СССРтений и открытий5, Раушская иаб.,