Устройство для определения модуля и аргумента вектора

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУао делан мзооретеммм и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ И АРГУМЕНТА ВЕКТОРА динамического диапазона устройства в:луцае переполнения входных регистров.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для определения полярных координат вектора, в котором аргумент и модуль вырабатываются с помощью сумморазностного блока, подключенного квыходам цифровых управляемых резисторов, и связанного с ним фазометра 2Недостаток известного устройстваограниценный динамический диапазон,расширение которого путем увеличениячисла разрядоа и управляющих входовцифровых управляемых резисторов, связано с потерей точности работы устрой.ства на малых сигналах,Цель изобретения - расширение динамического диапазона.Поставленная цель достигается тем,что устройство для определения модуляи аргумента вектора, содержащее генератор квадратурных гармонических напряжений, синусный и косинусный выходы Изобретение относится к вычислй тельной технике,Известно устройство для определения модуля и аргумента вектора, в котором указанные параметры представляются амплитудой и фазой гармонического колебания. Синусное и косинусное напряжение поступает на входы соответствующих цифровых управляемых резисторов, величина которых регулирует-(о ся в зависимости от величин прямоугольных координат. Сумматорное колебание поступает на вход фазометра, в котором определяется его фаза относительно колебания генератора. При этом в зависимости от величин прямоугольных координат производится изменение масштаба цифровых управляемых резисторов 13. гоОднако измерение масштаба составляющих вектора имеет односторонний характер (только в сторону увеличения).Поэтому не обеспечивается расширение,"- Ж,гФ3 9725 23 фментзадержки с синхронизирующим входом аналого-цифрового преобразователя.На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит генератор 1 квадратурных гармонических напряжений, Фазоинверторы 2 и 3, переключатели 4 и 5, цифровые управляемые резисторы 6 и 7, суммирующе-вычитающий блок 8, цифровой Фазометр 9, амплитудный детектор 10, аналого-цифровой преобразователь 11, элемент задержки 12, дешифратор 13, генератор 1 ц импульсов, ключи 15 и 16, реверсивный счетчик 17, управляемые делители 18 и 19, управляемый умножитель 20, регистр памяти 21, дешифратор 22. Счетчик 17 и дешифратор 22 образуют узел управления.Устройство работает следующим образом.Сигналы О=О 1.ич)й и Оъ=О соя 01 синусного и косинусного выходов генера" тора 1 поступают на цифровые управля" емые резисторы 6 и 7 непосредственно или через фаэоинверторы 2 и 3 в зависимости от положения переключателей М и 5, которые устанавливаются сигналами знаков прямоугольных координат ве" ктора 3 Ни 3 Ну. Последние определяют квадрант, в котором находится вектор на координатной плоскости.Коды йи Нпрямоугольных координат вектора поступают на управляющие входы цифровых резисторов 6 и 7 черезуправляемые делители 18 и 19, каждый из которых имеет и ступеней деления с коэффициентами передачиl огде 11, 2, , и " номер ступени деления;0011 - постоянная величина, равная динамическому диа-пазону цифровыхрезисторов 6 и 7.Выходные сигналы цифровых управляемых резисторов 6 и 7 подаются на входы блока 8, на выходах которого получим гармонические сигналы О и О 4, соответствующие векторной разности и векторной сумме.Фазовый сдвиг Ч между сигналами О и О преобразуется цифровым фазометром 9 в код аргумента вектора, равный М=Ч/2 в случае, когда вектор находится в первом и втором квадрантах, и Н=Ч/2+180 О в случае, когда вектор находится в третьем и четвертом квадрантах. которого подключены каждый цереэ фазоинвертор и непосредственно к входамсоответствующего переключателя, выходкаждого переключателя связан черезцифровой управляемый резистор с соответствующим входом суммирующе-вычитающего блока, первый и второй выходыкоторого соединены с соответствующимивходами цифрового фазометра, управляющие входы переключателей соединены с 10 соответствующими шинами знаков прямоугольных координат вектора, одна изкоторых соединена с установоцным входом цифрового Фазометра, дополнительно содержит амплитудный детектор, ана-цлого-цифровой преобразователь, элемент лителей, выходы которых соединены суправляющими входами первого и второго цифровых управляемых резисторов соответственно, первый выход суммирующе-вычитающего блока через амплитудный детектор связан с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входами первого дешифратора и управляемого умножителя первый выход первого дешифратора соединен с первым управляющим входом первого ключа, второйвыход первого дешифратора соединен спервым управляющим входом второго ключа, выход генератора импульсов черезпервый и второй ключи связан с сумми. -рующим и выцитающим входами реверсивного счетчика, выход которого соеди 40 нен с входом второго дешифратора, группа из и выходов которого соединена со 45 ответственно с группой из и управляющих входов управляемого умножителя и с группами из и управляющих входов первого и второго управляемых делителей, выход управляемого умножителя со 50 единен с информационным входом регистра памяти, первый выход второго дешифратора соединен с вторым управляющим входом второго ключа, и-й выход второго дешифратора соединен с вторым управляющим входом первого ключа, вы 55 ход генератора импульсов соединен с синхрониэирующим входом цифрового фазометра, регистра памяти и через элезадержки, первый и второй дешифраторы,генератор импульсов, первый и второйключи, реверсивный счетчик, первый ивторой управляемые делители, управляе мый умножитель и регистр памяти, приэтом шины кодов первой и второй прямоугольных координат вектора устройства соединены с информационным входом первого и второго управляемых де- д 55 972523 6Добавление фазового сдвига 180 в в ния делителей 18 и 19 с наибольшим ко-последнем случае осуществляется путем эффициентом передачи К =1, ключ 16Дначальной установки счетчика Фазомет- закрывается и отключает счетчик 17 отра 9 в соответствующее состояние сиг- генератора 14, предохраняя устройствоналом 3 Ну. З от циклического переключения при выОдин из сигналов О или О 4 детекти- полнении условия ММоруется амплитудным детектором 10, вы- В этом состоянии устройство будетходной сигнал которого преобразуется находиться, пока не окажется выполненаналого-цифровым преобразователем 11 ным условие ЙОРЙв. При этом на выхов код числа 10 де дешифратора 13 появляется сигнал,Й=К 1 й+йотпирающий ключ 15. Каждый импульс геД 1 ЦХ+1, нератора 14 проходит через ключ 15 игде К - постоянный коэффициент, переключает дешифратор 22 в состояние,Число Й умножается в управляемом которому соответствует уменьшение коумножителе 20, имеющем и ступеней ум- Ффициента пеРедачи делителей 18 и 194 и увеличение коэффициента передач, умножения, на величину К= и записыА ы ножителя 20 в О раз. В результатчи;ваетсЯ в РегистР памЯти 21, на выходе сло Й УеньшаетсЯ в Оо Раз.которого получим код модуля вектора Аналогичные переключения происхо 220 дят, пока не окажется выполненным усЙ 4 ХК =к м +мЙоМОо МоВключение требуемых ступеней деле- При появлении управляющего сигналания управляемых делителей 18 и 19, а на последнем и-и выходе дешифраторатакже ступеней умножения управляемого 22, чему соответствует включение стуумножителя 20 осуществляется сигналапени депения делителей 18 и 19 с наими с выходов дешифратора 22,. который меньшим коэФфициентом передачи 1=вместе с делителями 18 и 19, цифровы- =1/О , ключ 15 закрывается и отклюми резисторами 6 и 7, блоком 8, амп- чает счетчик 17 от генератора 14, прелитудным детектором 10, аналого-циф- дохраняя устройство от циклическогоровцм преобразователем 11 элементом 30 переключения при выполнении условиязадержки 12, дешифратором 13, генера- ЙОРМо.тором импульсов 14, реверсивным счет- В таком состоянии устройство будетчиком 17, и ключами 15 и 16 образует находиться, пока не окажется вцползамкнутую систему автоматического ре- ненным условие ММ . Далее устройствогулирования, работающую следующим об- з работает аналогично,Разом. Таким образом, в процессе работыПри выполнении условия ММР где устройства масштаб прямоугольных коМо - нижнее пороговое значение числа ординат Йх и М вектора автоматичесМ, на выходе дешифратора 13 появляет- ки изменяется управляемыми делителяся сигнал, отпирающий ключ 16, Каждый ф ми 18 и 19 так, что число М на выхоимпульс генератора 14 проходит через де аналого-цифрового преобразователяключ 16 и через реверсивный счетчик 11 удерживается в ограниченном дина 17 и переключает дешифратор 22 в сос- мическом диапазоне ОР .тояние, которое соответствует увели- Синхронизация работы аналого-цифчению коэффициента передач делителей 4 рового преобразователя 11, регистра18 и 19 и уменьшению коэффициента пе- памяти 2 1 и цифрового фазометра 9.осуредачи умножителя 20 е Оо раз, В ре- ществляется импульсами генератора 14.зультате число М увеличивается в Элемент задержки 12 обеспечивает зараз. держку запуска аналого-цифрового преАналогичные переключения происхо- образователя 11 на время, необходимоедят, пока не окажется выполненным ус- для установления сигнала на выходе деловие ЙМОРМо, при выполнении кото- тектора 10 при однократном переключерого дешифратор 13 не вырабатывает нии элементов устройства.сигналы, отпирающие ключи 15 и 16, ипереключений в устройстве не происхо- Период повторения импульсов генеИдит. ратора 14 выбирают больше времени, неПри появлении управляющего сигнала обходимого для установления сигналана первом выходе дешифратора 22; чему на выходе детектора 1 О и его преобрасоответствует включение ступени деле", зования в аналого-цифровом преобразо- .еателе 11 при однократном переключе,нии элементов устройства.Если прямоугольные координаты й и М вектора представлены двоичными кодами, то величину Оо выбирают равной Оои 2, где щ - целое число. При этом деление двоичного числа на1.1 а(1-1величину Э :ф ") 1 водится к сдвигуо.,числа на а(1- 1) двоичных разрядов в направлении младших разрядов, а умножение - к сдвигу числа на в(1-1) двоичных разрядов в направлении старших разрядов. В этом случае управляемые делители 18 и 19 и умножитель 20 реа15 лизуются в виде управляемых коммутаторов, обеспечивающих требуемый сдвиг числа.Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется20 возможностью согласования широкого динамического диапазона изменения прямоугольных координат с ограниченным динамическим диапазоном работы цифровых управляемых резисторов,формула изобретенияУстройство для определения модуля и аргумента вектора, содержащее гене- Зо ратор квадратурных гармонических напряжений, синусный и косинусный выходы которого подключены каждый через фазоинвертор и непосредственно к входам соответствующего переключателя, выход каждого переключателя связан через циф.ровой управляемый резистор с соответствующим входом суммирующе-вычитающего блока, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами цифрового фазометра, управляющие входы переключателей соединены с соответствующими шинами знаков прямоугольных координат вектора, одна из которых соединена с установочным входом цифрового фазометра, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, устройство содержит амплитудный детектор, аналого-цифровой преобразователь, элемент задерж 59 ки, первый и второй дешифраторы, гене 1 ратор импульсов, первый и второй ключи, реверсивный счетчик, первый и второй управляемые делители, управляемый умножитель и регистр памяти, при этомшины кодов первой и второй прямоугольных координат вектора устройства соединены с информационным входом первого и второго управляемых делителей, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго цифровых управляемых резисторов соответст- венно первый выход суммирующе-вычитающего блока через амплитудный детектор связан с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выходкоторого соединен с входами первогодешифратора и управляемого умножителя,первый выход первого дешифратора соединен с первым управляющим входом первого ключа, второй выход первого дешифратора .соединен с первым управляющим входом второго ключа, выход генератора импульсов через первый и второй ключи связан с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом второго дешифратора, группа из и выходов которого соединена соответственно с группой из и управляющих входов управляемого умножителя и с группами из и управляющих входов первого и второго управляемых делителей, выход управляемого умножителя соединен с инФормационным входом регистра памяти, первый выход второго дешифратора соединен с вторым управляющим входом второго ключа, и-й выход второго дешифратора соединен с вторым управляющим входом первого ключа, выход генератоцр импульсов соединен с синхронизирующим входом цифрового фазометра,регистра памяти и через элемент задержки с синхронизирующим входом аналогоцифрового преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 744635, кл. С 06 С 7/22 1978.2. Авторское свидетельство СССРМ 504207, кл, С 06 С 7/22 1974 (про.тотип).Подписноевенногс комитета СССетений и открытий5, Раущская наб., д.