Устройство для преобразования координат

САН РЕТЕН ЗО Союз Советск Социалистических РеспуолииЯ ЕТ ОМУ ВТ 161) Дополни вт. свид-ву -иое/51) М.Кл. 6 С 7/22 6 1 3/00 присоединением зая Государственный ионите 3) Приорит света Министров СССо делан изооретенийи открытий 6. Бюллетень24 описания 29.11.76 53) УДК 681.33(54) УСТРОЙСТВОЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ Изобретение относится к области вычисли ельной техники и может найти примененикомбинированных специализированных вы числительных комплексах. ля преобв поляры два фунх длях синусучем перв дключеному вход ходы бл ственно йства,разования ые, содер- кциональвыработки и косинуте входысоответм устройка управк третьему Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Цель достигается тем, что в устройство введены три функциональных узла, блоки суммирования и сравнения и два регистра, причем первые входы третьего и четвертого функциональных узлов подключены соответственно к первым входам первого и второго функциональных узлов, вторые входы первых четырех функциональных узлов объединены и подключены к первому входу пятого функционального узла, к выходу первого регистра и к первому выходу устройства, третьи входы первых четырех Известно устроиство д прямоугольных координат жащее блок управления и ных узла, предназначеннь сигналов, пропорциональнь су полярного угла, при функциональных узлов по ственно к первому и втор ства, а первый и второй в ления подключены соответ ,и четвертому входам устро функциональных узлов объединены и подключены к второму входу пятого функциональ.ного узла, к выходу второго регистра и к вто.ромму выходу устройства, первый вход блока сравнения, третий вход пятого и четвертые входы первого и второго функциональных узлов объединены и подключены к шине опорного напряжения, выходы первого, вто рого и пятого функциональных узлов подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому выходам устройства, выходы первого и второго функциональных узлов подключены также к четвертым входам соответственно 15 третьего и четвертого функциональных узлов,выходы которых подключены,к входам блока суммирования, выход которого через блок сравнения подключен к третьему входу блока управления, выходы которого подключены 20 соответственно к первым входам регистров,вторые входы которых объединены и позлючены,к,пятому входу устройства; .каждый из первых четырех функциональных узлов содержит три цифро-аналоговых, преобразователя 25 (ЦАП) и операционный усилитель, причемпервый ЦАП и операционный усилитель включены последовательно, второй ЦАП включен в цепь обратной связи операционного усилителя, а третий ЦАП включен между з 0 аналоговым входом первого ЦАП и четв.р 519724(8) ГдЕ Увы - Увы,(выхО 1 Ч У 1 9 Л 1 О Л 12 1 Д 2 фо1 О 60 занимает 11 -У к, У., 1 -.У, (Ч)- выходные напряжения функциональных узлов 1 - 5 соответственно;- выходное напряжение блока б суммирования;- опорное напряжение (шина 15);- числа кодов, поступающих на функциональные узлы 1 - 4 с входов соответственно 11 и 12 устройства;- числа кодов регистров 9 и 10 соответственно. Процесс вычисления полярных координат заключается в уравновешивании напряжений Увы,и УО ПРи Равенстве этих напРЯжений на регистрах 9 и 10 устанавливаются числа, определяемые из равенства О,=у,в,-ив -. Л+ - М.(10) Откуда где У 1 - цифровое значение полярного расстояния. При этом на выходе 18 устройства устанавливается напряжение, определяемое из выражений (1) н (8),Увы, =- У = Сl 1/Я 2 Дд 2 У,Ж 0, (12) т. е. соответствующее первой полярной координате - полярному расстоянию Й.На выходах 1 б и 17 устройства устанавливаются напряжения, определяемые выражениями (2), (3) и (4), (5): взвыв=фвыв,-- УО - ООз 1 п 3 (13)1/ Л 12 1 ф 2к О,в= У,= У - - - = - = У,сов 1 О, (14) О)/У 2ф 2 ку5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 т. е. соответствующие угловым коэффициентам полярного угла р.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии разряды регистров 9 и 10 находятся в единичном состоянии (1 у 9 = 1 Ч 1 О = 1). Состояние блока 7 сравнения будет определяться энаком разности напряжений Увы - УО. ПРи Увы - С/О (О, т, е. пРи 3/ У 2+ Ф 2 ( 1, блок 7 сравнения формирует разрешающий уровень, поступающий через элемент НЕ 28 блока 8 управления на третий вход распределителя 2 б импульсов, При 11 в - (/О ) О, т. е. при 3/У 2. - ; М, ) 1, разрешающий уровень с блока 7 сравнения поступает на третий вход распределителя 27 импульсов.Процесс преобразования начинается при поступлении сигнала начала преобразования (вход 19 устройства), по которому триггер 29 перебрасывается и на вторые входы распределителей 26, 27 поступает разрешающий уровень.При Ув - (1 О(0 тактовые импульсы, поступающие на первые входы распределителей 2 б и 27 импульсов с входа 20 устройства, начинают проходить через распределитель 2 б импульсов на первый вход регистра 9.,Последовательность дальнейшей работы устройства основана на известном методе последовательно-параллельного во времени уравновешивания, который заключается в последовательном, начиная со старшего разряда, определении цифр каждого разряда регистра 9.Определение цифр каждого разряда регистра 9 производится с помощью блока 7 сравнения следующим образом.Первый тактовый импульс устанавливает старший разряд регистра 9 в состоянии О. Это вызывает изменение выходных напряже,ний функциональных узлов 1 - 5 н блока б суммирования согласно выражениям (4), (5), (6), (7), (8), (9). При этом, если значение разности У - ЮО изменилось, то блок 7 сравнения вырабатывает импульс, который через элемент НЕ 28 и распределитель 2 б импульсов возвращает старший разряд регистра 9 в состояние 1. Еслц знак разности (1 вы - УО не изменился, то блок 7 сравнения импульса не вырабатывает, и старший разряд регистра 9 остается в состоянии О. Определение значений остальных разрядов регистра 9 производится аналогично по мере поступления тактовых импульсов. После определения цифры младшего разряда регистра 9 распределитель 2 б импульсов формирует импульс конца преобразования, который поступает с его первого выхода на второй вход триггера 29, устанавливая последний в исходное состояние.Вссь процесс преобразования, ==)l -+ 1 =ЛХ ) время 1 р -- гТ, где и - число разрядов регистра 9;Т - период повторения тактовых импульсов.В процессе уравновешивания в регистре 9 фиксируется число, определяемое пз выражения (1 О) при Ио =- 1 а па выходах 18, 1 б, 17 устройства устанавливаются напряжения, соответствующие выражениям (12), (13) и (14).В случае, когда в исходном состоянии У- - Уо 0, т. е. ууг+ у ) 1, разрек )шаю:ций уровень с блока 7 сравнения поступает на распределитель 27 импульсов, тактовые импульсы будут приходить на регистр 10, При этом последовательность работы устройства аналогична вышеописанному. В процессе уравновешивания в регистре 10 фиксируется число, определяемое из выра. жения (10) при Ур = 1 а на выходах 18, 16, 17 устройства устанавливаются,напряжения, соответствующие выражениям (12), (13) и (14).В обоих описанных случаях на выходах 13, 14 устройства фиксируются числа, определяющие значение полярного расстояния, соответствующее выражению (8),Для осуществления следующего преобразования регистры 9 -и 10 устанавливаются в исходное (единичное) состояние сигналом установки, поступающим со входа 21 устройства,Таким образом, сокращение времени преобразования прямоугольных координат в полярные в предлагаемом устройстве относительно известного очевидно, так как процесс вычисления полярного расстояния занимает время, равное и тактам, а собственно процесс вычисления значений угловых коэффициентов отсутствует, так как происходит одновременно с вычислением полярного расстояния. Формула изобретения 1, Устройство для преобразования координат, содержащее блок управления и два функциональных узла, предназначенных для выработки сигналов, пропорциональных соответственно синусу и косинусу полярного угла, причем первые входы функциональных узлов подключены соответственно к первому и второму входам устройства, а первый и второй входы блока управления подключены соответственно к третьему и четвертому входам устройства, отл ич ающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит три функциональных узла, блок сумми 5 ю 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 рования, блок сравнения и два регистра, причем первые входы третьего и четвертого функциональных узлов подключены соответственно к первым входам первого и второго функциональных узлов, вторые входы первых четырех функциональных узлов объединены и подключены к первому входу пятого функционального узла, к выходу первого регистра и к первому выходу устройства, третьи входы первых четырех функциональных узлов объединены и подключены к второму входу пятого функционального узла, к выходу второго регистра и к второму выходу устройства, первый вход блока сравнения, третий вход пятого и четвертые входы первого и второго функциональных узлов объединены и подключены к источнику опорного напряжения, выходы первого, второго и пятого функциональных узлов подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому выходам устройства, выходы первого и второго функциональных узлов подключены,к четвертым входам соответственно третьего и четвертого функциональных узлов, выходы которых подключены к входам блока суммирования, выход которого через блок сравнения подключен к третьему входу блока управления, выходы которого подключены соответственно к первым входам регистров, вторые входы которых объединены и подключены к пятому входу устройства.2. Устройство по п. 1, о тлич а юще е ся тем, что каждый из первых четырех функциональных узлов содержит три цифро-аналоговых преобразователя (ЦАП) и операционный усилитель, причем первый ЦАП и операционный усилитель включены последовательно, второй ЦАП включен в цепь обратной связи операционного усилителя, а третий ЦАП включен между аналоговым входом первого ЦАП и четвертым входом функционального узла, первый, второй и третий входы которого подключены к цифровым входам соответственно первого, второго и третьего ЦАП, а выход операционного усилителя подключен к выходу функционального узла,3. Устройство по и. 1, отл ич ающе еся тем, что пятый функциональный узел содержит последовательно соединенные ЦАП и операционный усилитель, в обратную связь которого включен второй ЦАП, причем цифровые входы первого и второго ЦАП подключены соответственно к первому и второму входам функционального узла, третий вход которого подсоединен к аналоговому входу первого ЦАП, а выход - к выходу операционного усилителя.4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит два распределителя импульсов, элемент НЕ и триггер, первый,вход, которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого подключен к первым входам распределителей импульсов, первые выходы которых объединены и подключены к второму входу триггера, выход которого подключен к вто519724 10 тьему входу второго распределителя импульсов, вторые выходы распределителей импульсов подключены соответственно к первому ивторому выходам блока управления. гг он б /г Составитель Е. Потапов Редактор Э. Кононович Техред 3. Тараненко Корректор И. СимкинПодписцоСССР аказ 1020/1570ЦНИИ ПР Изд, Мз 1782 сударствеиного комитета по делам изобретений Москва, Ж.35, Раушскаяьк. фпл, пред. Патен рым входам распределителей импульсов, третий вход первого иа них подключен к выходу элемента НЕ, вход которого подключен к третьему входу блока управления и к треТираж 495овета Министоткрытийаб., д. 4/5