Устройство для преобразования координат

Устройство для преобразования координат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ, содержащее синуснокосинусный вращающийся трансформатор , первый и второй выходы которого подключены . к переключателю к:вадрантов , управляющий вход которого соединен с шиной двух старших разрядов кода угла поворота CHCTei i координат устройства, а первый выход с входом инвертора, а также включенные в первый к второй каналы соответственно первый и второй формирователи ортогональной составляющей координат , вход углового аргумента каждого из-которых соединен с шиной кода угла поворота систекы координат устройства, о т л и ч а ю и ее с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит в каждом из двух каналов два перемножающих преобразователя кода в напряжение , суммирукяций и вычитающий усилители , при этом аналоговый вход первого перемножающего преобразователя кода в напряжение соединен с инвертирующим входом вычитаквдего усилителя , выход первого перемножающего преобразователя кода .в напряжение соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с ансшоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение, выход которого соединен с неинвертирующим входом вычитсиощего усилителя, цифровые входы перемножающих преобразователей кода в напряжение соединены с шиной добавочного кода угла поворота системы координат устройства , выходы суммиру ощего и вычитающего усилителей соединены с координатными входами формирователя орто (Л гональной составляющей координат соответствующего канала, первый выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение первого канала, второй выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом э первого перемножающего преобразова1СЛ теля -кода в напряжение первого канала и с аналоговым входом второго ю перемножающего преобразователя кода в напряжение второго канала, выход инвертора соединен с ангшоговым входом первого перемножающего преобразователя кода в напряжение второго канала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (}9) (И) 3(50 С 06 G 7/22

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3440732/18-24 (22) 20.05.82 (46) 23.11.83. Бюл.. 9 43 (72) Э.Н.Асиновский и A.A.Курдюков (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 572800, кл. G 06 G 7/22, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2979271/18-24, кл. С 08 С 9/04, 1930 (прототип) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ, содержащее синуснокосннусный врещанхцийся трансформатор, первый и второй выходы которого подключены к переключателю квадрантов, управляяций вход которого соединен с шиной двух старших разрядов кода угла поворота системы координат устрейства, а первый выход— с входом инвертора, а также вклвченные в первый и второй каналы соответственно первый и второй формирова,тели ортогональной составляющей координат, вход углового аргумента каждого из-которых соединен с шиной кода угла поворота система координат устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит в каждом из двух каналов два перемножавщих преобразователя кода в напряжение, суммирующий и вычитающий усилители, при этом аналоговый вход первого перемножающего преобразователя кода в напряжение соединен с инвертирующим входом вычитающего усилителя выход первого перемножающего преобразователя кода в напряжение соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй -вход которого соединен с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение, выход которого соединен с неинвертирующим входом вычитаницего усилителя, цифровые входы перемножающих преобразователей кода в напряжение соединены с шиной добавочного кода угла поворота система координат устройства, выходы суммирующего и вычитаюmего усилителей соединены с коорди- I натными входами формирователя ортогональной составляющей координат соответствующего канала, первый выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение первого канала, второй выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом первого перемножанщего преобразователя .кода в напряжение первого канала и с аналоговым входом второго перемножающего преобразоВателя кода в напряжение второго канала, вы.ход инвертора соединен с аналоговым . входом первого перемножающего преобразователя кода в напряжение второго канала.

1056217

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, позволяющих осуществлять преобразование координат на плоскости.

Широкое применение находят аналого-цифровые преобразователи координат, в которых координаты, заданные в аналоговой форме, преббразуются в соответствии с угловыми, величинами, заданными в цифровой форме.

Известно устройство для преобразования координат, основанное на исполь зовании квадратурных напряжений, амплитуды которых представляют исходные значения прямоУгольных координат. Сум- 15 марное колебание используется для получения мгновенных значений в моменты времени, определяемые.в соответствии с заданным углом поворота координат (1 .

Недостаток устройства заключается в наличии погрешностей формирования гармонических напряжений, погрешностей преобразования угла в фазу и погрешностей мгновенной демодуляции.

Наиболее. близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее источник преобразуемых прямоугольных координат (вра- . щающийся трансформатор), выходы которого через переключатель квадрантов соединены с соответствующими входами формирователей координат, цифровой вход которых подключен к кодовой шине (их количество определяется поставленной задачей формирования одной или двух координат на плоскости} . Во входной цепи одного формирователя имеется инвертор f2) .

Недостаток известного устройст- 40 ва заключается в недостаточной точности выработки координат. Это обусловлено тем, что в формирователе, построенном по принципу последовательного (поразрядного) преобраэова- 4 ння входного сигнала в соответствии с заданным кодом, увеличение количества ступеней преобразования (разрядности) ограничено схемными погрешностями, a HMeHHO смещением и дрейфом операционных усилителей.

Цель изобретения — повьшейие точности, Цель достигается тем, что устройство для преобразования координат, содержащее синусно-косинусный вращаю-. щийся трансформатор, первый и второй выходы которого подключены к переключателю квадрантов, управляющий вход ,которого соединен с шиной двух стар-. 60 ших разрядов кода угла поворота системы координат устройства, а первый выход - с входом инвертора, а также включенные в первый и второй каналы соответственно первый и второй фор- у мирователи ортогональной составляющей координат, вход углового аргумента каждого иэ, которых соединен с шиной кода угла поворота системы координат устройства, содержит в каждом иэ двух каналов .два перемножающих преобразователя кода в напряжение, суммирующий и вычитающий усилителИ, при этом аналоговый вход первого перемножающего преобразователя ко, да в напряжение соединен с инвертирующим входом вычитающего усилителя, выход первого перемножакщего преобразователя кода в напряжение соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение, выход которого соединен с неинвертирующим входом вычитающего усилителя, цифровые входы перемножающих преобразователей кода в напряжение соединены с шиной добавочного, кода угла поворота системы координат устройства, выходы суммирующего и вычитающего усилителей соединены с координатными входами формирователя ортогональной составляющей координат соответствующего канала, первый выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кода в напряжение первого канала, второй выход переключателя квадрантов соединен с аналоговым входом первого перемножающего преобразователя кода в напряжение первого канала и с аналоговым входом второго перемножающего преобразователя кола в напряжение второго канала, выход инвертора соединен с аналоговым входом первого перемножакщего преобразователя кода в напряжение второго канала. . На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор (CKBT) 1, переключатель 2 квадрантов, инвертор 3, перемножающие преобразователи 4 и 5 кода в напряжение, вычитающие усилители б, суммирующие усилители 7, формирователи 8 и 9 ортогональной составляющей координат, шину 10 кода угла поворота системы координат, шину 11 добавочного кода угла поворота системы координат.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения с выходов CKBT 1 поступают на входы переключателя 2 квадрантов, на управлякщий вход которого поступает код двух старших разрядов кода 8 угла поворота. В зависимости от йомера квадранта сигналы на выходах переключателя.2 с .соответствуют данным таблицы..105б217 а у . НЕьп. i "Еы .а

10.0

"х

-"x

Ux -Vg

ВНИИПИ Заказ 9309/44 Тираж 706, Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 управляющие сигналы Выходные напряжения

Рассмотрим работу одного иэ Каналов (формирования координаты). 20

На входы перемножающих преобразователей 4<, 5 кода в напряжение поступают сигналы U< = icos@, и

Uzsin 4 °

На цифровой вход этих преобразователей поступает добавочный кодЬО, с помощью которого уточняется тригонометрическое преобразование.

Напряжение, вырабатываемое на выходах усилителей б и 7 ЗО нб, = v< uz ь6, 7 2

1 поступает на входы формировате ля 8, который реализует зависимость

Uq = v i sine + Vqcos6

Учитывая, что cos 6 6 = 1, sin Ь6 Ь 6 Имеем

Ug 0 В п(6 ь 8)+ Uq GoG (6 Ф ьЕ). (1)

Формирователь 9 реализует зависимость

U„U„C0SЕ-u,,; e, поэтому на его выходе имеем ((У 0,0OS(6 Ь6)- О В<а (6+Ь8), (2)

Учитывая, что сигналы СКВТ 0 и

U представляют соответственно го- . ризонтальную (косинусную) и вертикальную (синусную) составляющие исходной системы координат,окончательно получим

Бц = U stn (oh+ 6 + A6 )

v> = v cos (g <.6 + a6 ).

Относительная погрешность преобразования не превышает величиныЬ6 /9

Например, при ь 6 = 2 8 полного угла относительная погрешность не превышает 0,03%. .Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется повышением точности преобразования или — при точности, равной точности известного устройства— упрощением формирова лей.