Устройство для преобразования координат

(56) Романов А.Н. Тренажеры для подготовки операторов РЛС с помощ ЭВМ. М., 1980, с. 93.Авторское свидетельство СССР В 824207, кл, 0 06 Р 15/20, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КУУР 15 ШАТ, содержащее три сумматора, блок числоимпульсного умножения, первыи элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик, генератор импульсных синусно-косинусных зависимостей и блок вычисления ортогональных составляющих, содержащий блок умножения, четыре элемента И, реверсивные счетчики маркера и объекта, два коммутатора и два сумматора по модулю два, выходы которых соединены с первым и вторым управляющими входами первого коммутатора, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с выходом произведения координаты маркера на синус угла и выходом произведения координаты объекта на косинус угла блока умножения выходы произведений координаты маркера на косинус угла и координаты объекта на синус угла которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами второго коммутатора, первый и второй управляющие входы которого соединены с входом (и)-х разрядов (где и - разрядность) кодовуглов соответственно маркера и объекта устройства и первыми входами соответственно первого и второго сумматоров по модулю два, вторыевходы которых соединены с входамии-х разрядов кодов углов соответственно маркера и объекта устройства, входы разрядов с первого по(и)-й кодов угла маркера и объекта которого соединены с установочными входами соответственно ре-,версивного счетчика маркера и реверсивного счетчика объекта, входыдальности маркера и объекта устройства соединены соответственнос входом параллельного кода далвности маркера и входом параллельного угла объекта блока умножения,входы синуса и косинуса которогосоединены с соответствующими выходами генератора импульсных синуснокосинусных зависимостей, тактовыйвыход которого соединен с первымивходами с первого по четвертый элементов И блока вычисления ортогональных составляющих, вход (и)-горазряда кода угла маркера устройства соединен с вторым входом первого элемента И и выполненным инверсным вторым входом второго элемента И блока вычисления ортогональныхсоставляюших, вход (и)-го разряда кода угла объекта устройства соединен с выполненным инверсным вторым входом третьего элемента И ивторым входом четвертого элементаИ блока вычисления ортогональныхсоставляющих, выходы которых соединены с входами соответственно нычи1198552 ния. тания и суммирования реверсивногосчетчика объекта, выходы первого ивторого элементов И блока вычисления ортогональных составляющих соединены с входами соответственно вычитания и суммирования реверсивногосчетчика маркера, выходы обнуления реверсивных счетчиков маркераи объекта. соединены с входом запрета блока умножения, первый и второйвыходы первого коммутатора соединеныс первым и вторым информационнымивходами первого сумматора, выходзнака которого соединен с третьимуправляющим входом первого коммутатора, первый выход второго коммутатора соединен с первым информационным входом второго сумматора,выходы сумм первого н второго сумматоров соединены с первым и вторым параллельными входами блока числоимпульсного умножения, первый ивторои последовательные входы которых соединены с выходами соответственно синуса и косинуса генератораимпульсных синусно-косинусных зависимостей, первый выход блока числоимпульсного умножения через первый элемент ИЛИ соединен со счетнымвходом первого реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения областиприменения за счет возможности вычисления расстояния от объекта дофиксированной точки в пространстве, в него введены второй реверсивный счетчик, второй элемент ИЛИ,два элемента И и регистр, установочный вход которого соединен с выхоИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных средствах информационно-измерительных систем и в радиоэлектронных устройствах.Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности вычисления расстояния от объекта до фиксирования точки в пространстве. дом номера объекта устройства, входразрешения записи регистра соединен с выходом первого элемента И,первый вход которого соединен с выходом;обнуления второго реверсивного счетчика и первым входом второго элемента И, второй вход которогосоединен с выходом второго элементаИЛИ и счетным входом второго реверсивного счетчика, установочныивход которого соединен с выходомвторого сумматора, информационныйвход которого соединен с выходомвторого элемента И, второй выходблока числоимпульсного умножениясоединен с входами второго элемента ИЛИ, входы разрешения записипервого и второго реверсивных счетчиков соединены с выходом импульсаокончания генератора импульсных синусно-к синусных зависимостей, управляющими входами реверсивнык счетчиков маркера и объекта и вторымвходом первого элемента И, выход импульса запуска генератора импульсных синусно-косинусных зависимостей соединен с установочными входами с первого по третий сумматоров,второй информационный вход второгосумматора соединен с вторым выходом коммутатора, третий управляющий вход которого соединен с выходомзнака второго, сумматора, выходсуммы первого сумматора соединен сустановочным входом первого реверсивного счетчика, выход обнулениякоторого соединен с входом запрета блока числоимпульсного умноже 2На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - функциональнаясхема коммутаторов, входящих в блоквычисления ортогональных составляющих", на фиг. 3 - геометрический чертеж решаемой задачи; на фиг. 4 -чвременные диаграммы блоков устроиства.О Устройство содержит блок 1 вычисления ортогональных составляю98552 10 15 3 11щих, блок 2 умножения, реверсивныесчетчики 3 и 4 объекта и маркера,коммутаторы 5 и 6, генератор 7 импульсных синусно-косннусных зависимостей, содержащий импульсный си"нусно-косинусный преобразователь8 и делитель 9 частоты, сумматоры10 и 11, блок 12 числонмпульсногоумножения, элементы ИЛИ 13 и 14,реверсивные счетчики 15 и 16, сумматор 17, элементы И 18 и 19,регистр 20, выходы 21 и 22 генератора, выходы 23-26 блока умножения,тактовый выход 27 генератора, выходы28 и 29 реверсивных счетчиков маркера и объекта, выходы 30-32 сумматоров, выходы 33 и 34 блока числоимпульсного умножения, выход 35 первого реверсивного счетчика, выходы36 и 37 блока числоимпульсного умножения, выход 38 третьего сумматора,выход.39 второго реверсивного счетчика, выходы 40 и 41 генератора,элементы И 42 и сумматоры 43 по модулю два Устройство работает следующим образом.Входные координаты Р (координаты маркера) и 1) (координата первого в порядке поступления на входы устройства координат имитируемого объекта под номером Ч ) записанныев начальный момент времени в блок 2 умножения, входящий в блоквычисления ортогональных составляющих (фиг. 1), умножаются на синусный и косинусный числоимпульсные коды, подаваемые с выходов 21 и 22 генератора 7 на функциональные входы блока 2 умножения. На выходах 23-26 блока 2 умножения получаем число- импульсные последовательности ортогональных составляющих расстояний П,и 1 м: 0 =Ьып,Т - на выходе 250=1 соЫТ. - на выходе 26Р=Эцзпй Т - на выходе 23Р=ПА,зп Т - на выходе 24 где е - число импульсов, равноезначению аргумента;Тт - период следования тактрвыхимпульсов,Тактовые импульсы постоянной частоты Г с выхода 27 генератора 7 поступают в зависимости от значения (п)-го разряда углов П, и Пна суммирующий и вычитающий входй счет 20 25 30 35 40 45 55 чиков 3 и 4 (в которые в начальный момент времени заносятся коды от 1 до (п)-го разряда углов соответственно П и П ), при этом сиг 1налы,запрета, поступающие на блок 2 умножения с выходов 28 и 29, снимаются с (и+1)-х разрядов счетчиков 3 и 4 (где ь - число разрядов, равное 90 углов П и П ).В состав генератора 7 входит счетчик, который производит развер- . тывание текущего угла (аргумента )оот 0 до 90 путем счета тактовых импульсов, Через промежуток времени Т=ПТ (фиг. 4 и), что соответству - ет моменту перехода (и+1)-го разряда счетчика 3 с нуля в единицу, блок 2 умножения запрещает прохождение числоимпульсного кодаВ,з 1 Ы Т В результате полученный числонмпульсный код ВяпП,(кривая ОА фиг. 4 и ) - выхода 25 блока 2 умножения поступает через коммутатор 6, выполненный на элементах И-ИЛИ (фиг. 2), на суммирующий или вычитающий вход сумматора 11 в зависимости от значе:ия (и)-го разряда угла П, а также от знака в знаковом разряде ( выход 30 ) сумматора 11, Одновременно на входы сумматора 11 с выхода 24 блока 2 умножения поступает числоимпульсный код Р зпс Т , запрет прохождения которого определяет счетчик 4. Момент перехода (и)-го разряда счетчика 4 равен Тщ=(90 -П )Т; (фиг. 4 н), т.е. соответствует обратному коду угла П , следовательно, на суммирующий или вычитающий вход сумматора 11 в зависимости от значения угла П , а также от знака знакового разряда выхода 30 поступит число- импульсный код Р з 3.пП (кривая В С фиг. 4 м ). Такая операция производится для возможности алгебраичес:- кого суммирования кодов БзпП Т +Р зпП за счет того, что вырабатываемые генератором 7 импульсов числоимпульсные коды синуса и косинуса сдвинуты во времени относительно друг друга в пределах тактового импульса Тт. В результате на выходе 3 сумматора 11 образуется требуемая ортогональная составляющая В из системы уравнении ( ), Вторая ортогональная составляющая В 1 из второго уравнения системы ( 1 образуется в сумматоре 10 аналогично при помощи счетчиков 3 и 4 и блока 2 умножения, с выходов 23 и 26 которого числоимпульсные коды Р совс 1 Тт и Р,сов Т (кривые ВС и О А фиг. 4 и, м ) поступают на входы сумматора 1 0 в зависимости от значений и-го и (и)-го разрядов углов П и П , поступающих на ком" мутатор 5 через сумматоры 43 по модулю два.Таким образом, решается система уравнений (1 1 для объекта с номером М , координаты которого1 Фпервыми поступили на входы устройстваЯ =3 51 о Пэо 9,м мК =Эсозп - Р сов П Ортогональные составляющие Б 1 и В в виде параллельных двоичнь 1 х кодов с выходов 31 и 32 сумматоров 11 и 10 записываются в блок 12 им пульсом с выхода 40 генератора 7 импульсов, свидетельствующим об окончании цикла развертывания текущего угла в счетчике генератора 7. В но- . вом цикле развертывания текущего угла в счетчике генератора 7 орто-гональные составляющие Б и В умножаются на синусный и косинусйый числоимпульсный коды, подаваемые с выходов 21 и 22 генератора 7 на функциональные входы блока 12, На выходах 33 и 34 блока 12 получаем соответственно числоимпульсные коды Ввпс Т и В, созЫ,Тт, которые1 в-тчерез элемент ИЛИ 13 поступают на тактовый вход вычитания счетчика 15, в который в момент окончания предыдущего цикла развертывания текущего угла с выхода 40 генератора 7 заносится число, равное по величине ортогональной составляющей В,1 расстояния В 1.Через некоторое время Т (Фиг,4 у ) после начала отсчета текущего угла при выполнении В .вп Т =В 1 совЫ,Ттш т счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние и на выходе 35 вырабатывается сигнал запрета счета, поступающий на вход запрета счета блока 1 2, который запрещает прохождение числоимпульсного кода В 1 впЫ Тс выхода 36 и одновременно разрешает прохождение числоимпульсного кода Б.1 сова,Т с выхода 37(фиг.4 т,у.Через элемент ИЛИ 14 и элементИ 18 (при наличии сигнала разрешения поступающего на другой входс выхода 39 счетчика 16) числоимпульсный код с выходов 36 и 37блока 12 поступает на вход сумматора 17, При этом на его выходах 38накапливается параллельный двоичный1 О код расстояния В и по окончанииразвертывания текущего угла в гене- раторе 7 величина В становится равной В 1 совс Т +В., зпо 1,Тт=В сов 8++К 1 зп О, где угол Р (фиг. 3) явля 15 ется эквивалентным периоду времени Т 1,Одновременно с формированием величины В в сумматоре 17 числоимпульсный код расстояния В с выхо 20 да элемента ИЛИ 14 поступает на тактовый вход вычитания счетчика 16, вкоторый в начальный момент времени записывается код максимально возможного расстояния В =В+. Так како опри 1=1 всегда выполняется условиеВ.4 Б; , то по окончании развертывания текущего угла от 0 до 90 импульс. с выхода 40 генератора 7, поступающий на вход разрешения записи30 счетчика 16 и через элемент И 19на вход синхронизации регистра 20,запишет: в счетчик 16 - код величи-ны В,=В,=В, который поступает наинформационные входы с выходовЗ 5 38 сумматора 17, а в регистр 20(передним Фронтом импульса ) - номер М имитируемого объекта, Этот1же импульс установит (в+1)-й разряд счетчика 16 в единичное состояние, После этого импульсом с выхода 41 генератора импульсов производится установка счетчиков сумматоров 10, 11 и 17 в нулевое состояние, являющееся исходным для45 Операции вычисления и сравнениякаждого В где =1 И,Далее йа информационные входыпредлагаемого устройства поступа"ют координаты 2 и П имитируемого объекта с номером й. Операцииповторяются, а дальнейшие вычисления отличаются от вышеописанных,+если выполняется условие КВ,.Так, при поступлении число 55 импульсного кода величины В с выхода элемента ИЛИ 14 на тактовыйвход счетчика 16 наступит момент,в нулевое состояние (это наступит при Б =В), т.е. на выходе 39 вырабатывается сигнал запрета, поступающий на вторые входы (входы запретаэлементов И 18 и 19. При этом дальнейшее прохождение числоимпульсного кода расстояния через элемент И 18 на вход сумматора 17 прекращается, поэтому на его выходах 38 зафиксируется код величины В+=В Импульсный сигнал, формируемый на выходе 40 генератора 7, свидетельствующий об окончании текущего цикла развертывания угла, запишет в счетчик 6 значение В;=В; =В, В+ то же время импульсный сигнал не пройдет через элемент И 19 (ввидузапрета на входе) на вход синхронизации регистра 20 и последнийсохррнит прежнюю запись номера имитируемого объекта н,.Если выполняется условие ВВ,то операции определения величиныВ аналогичны операциям, рассмот ренным применительно к имитируемому объекту с номером йТаким образом, вычисляется значение расстояния В каждого -гоимитируемого объекта с номером М, 5 и сравнивается со значением В+минимальным из уже определенныхрасстонй ВВ(йюлчюф оставитель А.Зор ехред С.Мигунова Редактор 10.К Корректор А.Зимоко 7724 5 3 ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 0 ТиражВНИИПИ Госупо делам и 13035, Москва,09арственного комобретений и откЖ, Раушская одписноетета СССРытийаб., д. 4