Тригонометрический функциональный преобразователь

Тригонометрический функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.и

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик по734731 (6I ) Дополмительиое к авт. свил-ву(22) Заявлеио 10.02.78 {2 I ) 2579333/18-24 (5 I ) И. l(p.

G 06 5 7/22 с присоединением заявки J%—

Гаеударстееииый камитет (23) Приоритет—

IIo делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335. .8 13 (088.8) Опубликовано 15 05 80 Бюллетеиь,% 18

Дата опубликования описания 18.05.80 (72) Автор изобретения

А. С. Гусев

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова

Министерства высшего и среднего специального образования (71) Заявитель (54) ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устрой-, ствах различного назначения, где требуется тангенсно-котангенсное функциональное преобразование электрических напря5 жений.

Известен тригонометрический функциональный преобразователь, содержащий сумматоры, блоки умножения и блоки

to деления fl).

Недостаток такого преобразователя— низкая точность воспроизведения функций.

Наиболее близким техническим решеI5 нием к предлагаемому является тригонометрический функциональный преобразователь; содержащий сумматор, выход которого является выходом функционального преобразователя и соединен с первым входом блока сравнения фаз, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, и два преоб разователя "напояжение-фаза, первый вход первого из которых соединен с вы- . ходом генератора синусоидального напряжения.

В преобразователе второй вход сумматора соединен с выходом модулятора, один из входов которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а другой вход соединен с источником входного сигнала (2).

Недостаток такого преобразователя— ограниченный класс воспроизводимых функций и низкая точность работы.

Пель изобретения — расширение класса воспроизводимых функций и повышение точности работы преобразователя.

Для достижения указанной цели в тригонометрический функциональный преобразователь, содержащий сумматор, выход которого является выходом функционального преобразователя и соединен с первым входом блока сравнения фаз, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоиального напряжения, и

3 734 преобразователь "напряжение-фаза", первый Bxoll которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, введены дополнительный блок сравнения фаз, блок сравнения модулей и усилитель, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-фаза", второй вход соединен с выходом блока сравнения фаз, выход усилителя соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, первый вход дополнительного блока сравнения фаз соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а второй ьход соединен с выходом преобразователя "напряжение-фаза", HbIxoA дополнительного блока сравнения фаз соединен с первым входом блока сравнения модулей, второй вход которого является входом функционального преобразователя, а его выход подключен ко второму входу преобразователя "напряжение-фаза".

На фиг. 1 представлена схема тригонометрического функционального преобразователя; на фиг. 2 и фиг. 3 — векторные диаграммы напряжений, поясняющие работу преобразователя при тангенсном и котангенсном преобразованиях, соответственно.

Тригонометрический функциональный преобразователь содержит генератор 1 синусоидального напряжения, преобразователь 2 "напряжение-фаза" (регулируемого типа), блок 3 сравнения фаз, блок

4 сравнения модулей, сумматор 5, усилитель 6 и дополнительный блок 7 сравнения фаз.

Работа тригонометрического функционального преобразователя основана на реализации соотношений, полученных путем использования геометрической интерпретации функций тангенса и котангенса и применения векторно-электрического метода.

В соответствии с векторными диграммами, представленными на фиг. 2 и фиг.

3, напряжение LI 1,, где 1 =О, 1, 2 ... соответствующее радиусу единичной окруж ности и имеющее регулируемую фазу, при выполнении условия

erg t u„„. о )=d.„=а, где 3 1,„- напряжение, соответствующее радиусу «циничной окружности и совпадающее по фазе с осью Х, соответствует

Огнапряженик. Ог, фаза которого сИ-д -» — „ пропорциональная входному сигналу, которым является напряжение постоянного

731 4 тока Ug1I,, эквивалентное входному уг. лу 4. Напряжение 0 ; (фиг. 2), равное

"д Оиру.

rae 0 — напряжение, регулируемое по величийе и совпадающее по фазе с напряжением U> при выполнении условия а ((0„„-0„JО,„„11=ацу(о ; I u„,) = =Г = Et2, равное напряжению U, величина кото1О рого пропорциональна тангенсу входного сигнала Up=Kg Ugg, с иг рав о М

- Ц ц при выполнении условия

15 . a„g ((Оц.-u„„) j U„ )=ÑÌ"ä(ÎC„- la )= „=, g Q г. равно напряжению 0с, величина которс го пропорциональная контангенсу входно—

ro сигнала U =- et/ 0 1,г, Тригонометрический функциональный преобразователь работает следующим образом.

Напряжение 0 » с выхода генератора синусоидального напряжения 1 поступает на вход блока 3 сравнения фаз, сумгматора 5, преобразователя 2 "напряжение-фаза" и блока 7 сравнения фаз. На выходе преобразователя 2 "напряжение-фаза"

- получается напряжение. Ц 1,1, имеющее фазу <Мгам Юг1 t 0 11у)" сс1 или Uг 2, имеющее фазу Ovg (u JQц„ )= А, в общем случае О г, имеющее фазудгд(0 -.1 (IJw)=

-"oL< . Напряжение (.)г.„ поступает на один из входов блока 7 сравнения фаз, где сравнивается по фазе с напряжением Сг, В результате на выходе блока 7 сравнения фаз возникает сигнал, пропорциональный

grr(clv„(UMк =d1

Он поступает на один из входов блока 4 сравнения модулей, где сравнивается по величице с входным сигналом тангенснокотангенсного функционального преобразователя U g, пропорциональным углу о(,, подаваемым на другой его вход. При этом на выходе блока 4 сравнения моду-. лей появляется сигнал рассогласования, который воздействует на регулируемый параметр преобразователя 2 "напряжение-фаза, изменяя фазу Q>< Когда напряжения, подаваемые на входы блока

4 сравнения модулей оказываются равными, то сигнал на выходе этого блока становится равным нулю, а напряжение 01.„. в этот момент соответствует ОГ, имеюще зу му фа

"М(г1- U„„>

Затем напряжение UI- подается на вход усилителя 6, на выходе которого полу5 7347 чается в общем случае напряжение Ц

Напряжение с выхода усилителя 6 поступает на один из входов сумматора 5, на другой вход которого подается напряжение 0111 . В результате на выходе сумматора 5 получается напряжение

UR1

Напряжение с выхода сумматора 5 подается на один из входов блока 3 сравнения фаз, на лругой вход которого по- 10 дается напряжение U gy, где они сравниваются по фазе. При этом на выходе блока 3 сравнения фаз возникает сигнал, пропорциональный, например, косинусу огц (U „ U „„) =р1, 15 в соответствии с которым изменяется ... коэффициент передачи усилителя 6 и тем самым изменяется величина напряжения

Цр1 . Когда достигается

Формула изобретения

Ql g(0<„. t о„„1= и, агу((()„„.-U„„Ig„„ В

=си-о (у „. ц„„ = = = —, ф си у((о„,-u») / u,g=aeg (о; l u.,)= .;=

При выполнении этого соотношения напряжение на выхо <е сумматора 5 оказывается равным с= Ц -1111 величина которого пропорциональна

Uc= сМ "вИ

Векторные диаграммы напряжений, поясняющие работу преобразователя, при веденные на фиг. и фиг. 3, иллюстри55

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе то сигнал на выходе блока 3 сравнения

25 фаз становится равным нулю, а напряже% ние (3 оказыйается равным U = 0 и, величина которого пропорциоИЪ нальйа тангенсу входного сигнала ц = о,„

Котангенсное функциональное преобразование, поясняемое векторной диаграМмой напряжений, приведенной на фиг. 3, осуществляется аналогично тангенсному с той лишь разницей, что нап35 ряжение Ll «, подаваемое от генератора синусоидального напряжения 1 на вход сумматора 5 и блока 3 сравнения фаз, опережает напряжение IJ „, подаваемое на вход преобразователя 2 напряжение-фазаа и блока 7 сравнения фаз на угол, равный /2. И в соответствии с этим, как видно из векторной диаграммы напряжений фаз 3, условие (1) для котангенсного преобразования будет иметь вид

31 6 руют его работу в первом квадранте. B других квадрантах преобразование осуществляется аналогично, изменяется лишь при тангенсном преобразовании фаза Ug на % в третьем и четвертом квалранте и соответственно изменяется знак условия (1), а при котангенсном преобразовании фаза Uс на Г во втором и третьем квадранте и соответственно изменяется знак условия (2).

Предлагаемый тригонометрический .. функциональный преобразователь не имеет методической погрешности, а его полная погрешность в статическом режиме определяется только инструментальной погрешностью, которая зависит от параметров используемых элементов.

Тр игонометр ическ ий функциональный преобразователь, содержащий сумматор, выход которого является выходом функционального преобразователя и соединен с первым входом блока сравнения фаз, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, и преобразователь напряжениефаза, первый вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения класса воспроизводимых функций, он содержит дополнительный блок сравнения фаз, блок сравнения мс дулей и усилитель, первый вход которого соединен с выходом преобразователя "напряжение-фаза, второй вход соединен с выходом блока сравнения фаз, выход усилителя соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, первый вход дополнительного блока сравнения фаз соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а второй вход соединен с выходом преобразователя "напряжение-фаза"выход дополнительного блока сравнения фаз соединен с первым входом блока сравнения модулей, второй вход которого является входом функционального преобразователя, а его выход подключен ко второму входу преобразователя 2 напряжение-фаза .

7 73473

1. Справочник по нелинейным схемам.

Под ред. LL Шейнголда. Изд. Мир", 1977, с. 28-29, 174-178.

1 8

2. Авторское свидетельство СССР

N488224,,кл. G 06 G7/24,,197 s (прототип).

734731

Составитель О. Сахаров

Редактор Н. Горват Текред Я. Бирчак Корректор Н. Стец

Заказ 2227/14 Тираж 751 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Фшшал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4