Тригонометрический преобразователь

ъ., ю ,о Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ь,тю+: н: Гтрк,итомь иблнсзтвнв М Г дСоюз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 29,12,78 (21) 2726382/18-24 с присоединением заявки Мо 6 06 6 7/22 6 06 6,7/26 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийДата опубликования описания 15.1 230 Г.И. Курахтанов, А.И. Москалев, В.И. Пименов, И,И. Румянцев и В.Ф. Тараев(54) ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройствах, воспроизводящих тригонометрические соотношения, например, . 5 в системах управления манипулятором.Известны функциональные преобразователи, основанные на Формировании временных интервалов при сравнении гармонических напряжений с входны ми.Известен преобразователь, содержащий генератор гармонического напряжения и подключенные к нему модуляторы, Фазовращатель и формирователь. Схема сравнения, связанная входами с выходами модуляторов, определяет момент регистрации интервала времени и значения гармонической функции 11,Недостаток устройства - невысокая точность и ограниченные функциональные воэможности.Наиболее близким по технической сущности является функциональный преобразователь, содержащий генератор гармонического напряжения, выход которого соединен с входом модулятора н через Формирователь - с входом блока регистрации, при этом .гармонический сигнал модулируется . 30 первым входным напряжением, промодулированное напряжение сравнивается с .вторым входньж напряжением, вмомент сравнения срабатывает регистратор, на выходе которого вырабатываются обратные тригонометрическиеФункции 12. Недостаток устройства - ограниченный класс воспроизводимых функций .Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых Функций,Указанная цель достигается тем,что тригонометрический преобразователь, содержащий генератор гармонического напряжения, формировательи блок сравнения, выход которого соединен с входом блока регистрами,содержит коммутатор, блок запоминания временного интервала, двуполярный источник опорного напряжения иблок управления, при этом четыревхода коммутатора являются соответствующими входами преобразователя,пятый вход соединен с нулевым выходом двуполярного источника опорногонапряжения, первый выход коммутатора соединен с первым входом блокасравнения и с первым выходом генератора гармонического напряжения,788120 второй выход коммутатора соединенс вторым входом блока сравнения, свторым выходом генератора гармонического напряжения, с выходом блокарапоминания временного интервала ис первым выходом блока регистрации,выход блока сравнения соединен с установочным входом генератора гармонического напряжения, с первым уцравляющим входом блока запоминаниявременного интервала и через формирователь - с входом блока управления, первый, второй и третий выходыкоторого соединены с соответствующими управляющими входами генераторагармонического напряжения, четвертый и пятый выходы - соответ.твеннос управляющими входами коммутатораи блока регистрации, шестой выходс вторым управляющим входом блоказапоминания временного интервала,Причем генератор гармоническогонапряжения содержит первый интегратор, инвертор и второй интегратор,соединенные последовательно, приэтом выход инвертора является первым выходом генератора, выход второго интегратора подключен к входупервого интегратора и является вторым выходом генератора, запускающиевходы интеграторов соединены с первым управляющим входом генератора,шины установки начальных условий интеграторов соединеА с установочнымвходом генератора, шины исходногоположения и останова интеграторовподключены соответственно к второмуи третьему управляющим входам генератора,При этом блок управления содержитпоследовательно соединенные генераторимпульсов, счетчик и дешифратор, атакже рас предел итель импульсов ч пер 4 Овый вход которого соединен с выходомдешифратора, а второй является входомблока управления, выходы распределителя импульсов служат выходами блокауправления.На фиг.1 изображена блок-схема 45предлагаемого преобразователя; нафиг.2 - схема генератора гармонического напряжения; на фиг.3 - блок управления.Преобразователь содержит коммута- Отор 1, блок 2 сравнения, генератор 3гармонического напряжения, блок 4 регистрации, блок 5 запоминания временного интервала, формирователь б,двуполярный источник 7 опорного напряже-,ния, блок 8 управления, интегратор 9,инвертор 10, интегратор 11, генератор 12 импульсов, счетчик 13, дешифратор 14, распределитель 15 импульсов. Рассмотрим пооперационно работу преобразователя при получении выход ного сигнала, описываемого выражением Ц Павь,=04 соя (агс 19- -агсв 1 п-, ), (3)31+где 01+ Б 4 - входные сигналы.1, По сигналу с блока 8 управления к первому входу блока 2 сравнения через коммутатор 1 подключаетсятретий (общий) выход двуполярногоисточника 7 опорного напряжения .Этим осуществляется запись в блок 5напряжения, соответствующего нулевому временному интервалу.2, Сигналом с блока 8 управлениячерез коммутатор 1 на второй входблока 2 сравнения подается напряжение У 1, первый выход 19 генератора3 подключается к первому входу блока 2 сравнения, выход которого соединен с входом 21 генератора 3,Таким образом, устанавливаетсяначальное условие х = Б 1 в первыйинтегратор 9,3. По сигналу с блока 8 управления через коммутатор 1 на первыйвход блока 2 сравнения подается напряжение Ц . Тем самым на втором интеграторе 11 устанавливается начальное условие у П.4 а. Сигналом с блока 8 управленичпо третьему управляющему входу 17 осуществляется запуск генератора 3, т.е.модулирование функций (1),(2) .46. Момент выработки сигнала запуска генератора 3 фиксируется вблоке 8 управления, как начало временного интервала,4 в, Этим же сигналом первый входблока 5 подключается к первому выходу источника 7, Происходит записьвременного интервала в блоке 5 путемзаряда конденсатора интегратора,4 г, Одновременно с запуском генератора 3 модулированного гармонического напряжения и началом записивременного интервала проводится сравение модулированного гармонического5 напряжения (1) с постоянным напряжением Б, Для этого напряжение У ччерез коммутатор 1 подключается кпервому входу блока 2 сравнения. 4 д. В момент 1 выполнения равен ства формирователь б вырабатываетсигнал, соответствующий концу временного интервала. Этим сигналом второй вход блока 5 отключается от первого выхода источника 7, и блок 5 начинает работать в режиме хранеПозициями 16-18 обоз.начены управляющие входы генератора гармонического напряжения, а позициями 3, 19, 20 - выходы, 21 - установочный вход.Преобразователь работает следующим образом. При наличии начальных условий Х, на интеграторах 9 и 11 их выходные сигналы в процессе решения описываются выражениямих 1= 4 хч ч чп (щ-агачсЧ ф 1, (1)(1) = х+ э 1 п(а+агсд ф), (2)ЗО формула изобретения 40 50 55 60 ния. Длительность полученного временного интервала 1 составляет А=1 г -1; =щ(агсв 3.п-) -агс 9) . (4)) 2 ПП5, Аналогично пп. 2 и 3 вторично проводится установка начальных условий в интеграторы 9 и 11 генератора 3 модулированного напряжения х= О, Ч6, По сигналу блока 8 управления повторно осуществляется запуск генератора 3. На его выходе 20 вырабатывается второе гармоническое напряжение, модулированное по амплитуде постоянным напряжением П 4га ( ) )-)4 сове7. Одновременно с запуском генератора 3 модулированного гармонического напряжения начинается воспроизведение временного интервала ь 1 путем разряда конденсатора интегратора блока 5 и сравнением напряжения на его вьходе с нулевым сигналом. Для этого второй выход источника 7 подключается к второму входу блока 5 его нулевой (средний) выход через коммутатор 1 подключается к выходу блока 5, В момент равенства нулю напряжения на выходе блока 5 формирователь 6 вырабатывает сигнал, по которому прекращается воспроизведение временного интервала а 1 и производится останов генератора 3, при этом на его выходе 20 сохраняется значение сигнала, соответствующее выражению (3) .Рассмотрим еще несколько примеров получения различных Функциональных зависимостей.П р и м е р 1. Реализация функциональной зависимости вида Пвьв 04 При первых начальных условиях х = Бл иг 1, Ч = (ь= 0 получим напряжение Б(Г.) = я 1 пи). В момент равенства этого напряжения второму входному сигналу .Ц 2 находим- агся 1 п Б . При вторых начальйНЫХ УСЛОВ ИЯХ ХО - и 4ЧОполучаем Бг= ).)4 я 1 п (агся 1 п) = дП я 1 пи)., тогда Пбьк = 24П р и м е р 2. Получение функциональной зависимости вида Бщк=а О При первых начальных условиях хо = ПЧо = Ол приняв П,= 1 а получаем 1)г(г.) = Ю, в 1 пвг. = 1.Отсюда ь 1 = - (агсв 1 п -,) . При вто- рых начальных условиях х= П 4у = 0 получаем Пг 2= 1,я 1 даг.4 дЦ в.п (агсв 1 п - ), откуда Пьых =П р и м е р 3. Реализация функИиоиальиод аааисимости нида ИиУстановив первые начальные условия хо= цчо = О, получаем П (г,)дП я 1 под:Отсюда ь = - агся 1 пагссов -)1 (орц). За вторые начальные условия примем х= Ц= П, Уо = 0Тогда Б= Б совийд 1 соя (агссоя 41- (ц02Отсюда Пы, = 40+оП р и м е р 4. Получение функциональной зависимости вида При первых начальных условиях хо = э, Чо = Ил получаем при П=О: а Г ) 3 Тогда)5 ас = - )агас ) = агсаГл5 о,)и;ЮПри вторых начальных условияххо= ь = 1, Чо = 0 получаем Б (г.)2ия 1 паб = в 1 п (агся 1 п ) .О Зй 1).О.сюдс (.)вьвыл 2 +(32Устройство позволяет также полу 25 чить тригонометрические зависимостив а идПвь)л = агсв 1 п -;ьь= агс 9 -"Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения обУсловлен расширением функциональных возможностей при малых аппаратурных затратах благодаря многократному использованию одних и тех же узлов. 1. Тригонометрический преобразователь, содержащий генератор гармонического напряжения, формирователь и блок сравнения, выход которого соединен с входом блока регистрации, о т л и ч а ю щ и Я с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, преобразователь содержит коммутатор, блЬк запоминания временного интервала, двуполярный источник опорного напряжения и блок управления, при этом четыре входа коммутатора являются соответствующими входами преобразователя, пятый вход соединен с нулевым выходом двуполярного источника опорного напряжения, первый выход коммутатора соединен с первым входом блока сравнения и с первым выходом генератора гармонического напряжения, второй выход коммутатора соединен с вторым входом блока сравнения, с вторым выходом генератора гармонического напряжения, с выходом блока запоминания временного интервала и с первым выходом блока регистрации, выход блока сравнения соединен с установочньм входом генератора гармонического напряжения, с первьаа управлякщим входом блока запоминания временного интервала, и через формирователь - с входом блока управления, первый,;второй и третий выходы которого соединены с соответствукщими управляющими входами генератора гармонического напряжения, четвертый и пятый выходы - соответственно управляющими входами коммутатора и блока регистрации, шестой выход - с вторым управляющим входом блока запоминания временного интервала.2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что генератор гармонического напряжения содержит первый интегратор, инвертор и второй интегратор, соединенные последовательно, при этом выход инвертора является первым выходом генератора, выход второго интегратора подключен к входу первого интегратора и является вторым выходом генератора, запускающие входы интеграторов соединены с первым управляющим входом генератора шины установкиначальных условий интеграторов сое-динены с установочным входом генератора, шины исходного положения иостанова интеграторов подключенысоответственно к второму и третьемууправляющим входам генератора.3. Преобразователь по п.1, о тл н ч а ю щ и Я с я тем, что блокуправления содержит последовательносоединенные генератор .импульсов, О счетчик и дешифратор, а также распределитель импульсов, первый вход которого соединен с выходом дешифратора, а второй является входом блокауправления, выходы распределителя 15 импульсов являются соответствующимивыходами блока управления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Щ 1. Авторское свидетельство СССР Р 483677, кл. С 06 6 7/22, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР М 506027, кл. С 06 С 7/22, 1976 (прототип) .788120 яэ/)г РА/ Составитель Г. Осиктор А. Долинич Техред М,Петко рректор В. Вутяга ал ППП Патент, г. Умгород, ул. Проектная, 4 з 8354/57 ТиракВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Москва,51 Подписновенного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д.