Тригонометрический функциональный преобразователь

Тригонометрический функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПЙСАНИЕ изовретения ""741283 к лвтоескомю свиднильств

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100278 (21) 2579608/18-24 (51) М. Кл. с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

G 06 G 7/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150680 Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 150680 (5Э) УДК 681. зз5.. 813 (088. 8) (72) Автор изобретени я

A. С. Гусев

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехнический институт имени С. М. Кирова (71) Заявитель (.54) ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

Рт ЕО БР АЗ О ВАТЕЛ Ь

Изобретение относится к аналого-вой вычислительной технике и может быть использовано в счетно-решающих устройствах, где требуется секанснокосе кан сн ое фун кцион альное преобразование электрических напряжений.

Известен тригонометрический Функциональный преобраз зв атель, содержащий сумматоры, блоки умножения и блоки деления (1) .

Недостаток такого преобразователя — низкая точность воспроизведения функций.

Наиболее близким техническим решением является тригонометрический

Функциональный преобразователь, содержащий два преобразователя напряжение-фаза, первый вход первого из которых соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, выход первого преобразователя напряжение-фаза подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к первому входу блока сравнения фаз, второй вход сумматора .соединен с выходом модулятора, один з входов которого соединен с выхоом генератора синусоидального напряжения, а другой вход соединен с источником входного сигнала (2) .

Недостатком известного тригонометрического функционального преобразователя является наличие методической погрешности, обусловленной использованием приближенных способов секансного и косекансного преобразований.

Цель изобретения — повышение точности и расширение класса воспроизводимых функций.

Для достижения указанной цели в тригонометрический функциональный преобразователь, содержащий преобразователь напряжение-фаза,первый вход которого сбединен с выходом генератора синусоидального напряжения, выход преобразователя напряжение-Фаза подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к первому входу блока сравнения фаз, введены дополнительный блок сравнения Фаз, блок сравнения модулей и усилитель, первый вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а второй вход соединен с выходом блока сравнения фаз, выход усилителя соединен со

741283 вторым входом сумматора, второй вход блока сравнения Фаз соединен с выходом преобразователя напряжениефаза, первый вход дополнительного блока сравнения фаз соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а его 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 выход блока сравнения модулей соединен со вторым входом преобразователя напряжение-фаза, выход усилителя является выходом функцио- 15 нального преобразователя, На фиг. 1 представлена схема тригонометрического функционального преобразователя; на фиг. 2 и 3 — векторные диаграммы напряжений, поясняющие 20 работу преобразователя при секансном и косекансном функциональном преобразовании соответственно.

Тригонометрический функциональный преобразователь содержит генератор

1 синусоидального напряжения, преобразователь 2 напряжение-фаза, блок 3 сравнения фаз, блок 4 сравнения модулей, сумматор 5, усилитель б, дополнительный блок 7 сравнения фаз.

Работа тригонометрического функционального преобразователя основана на реализации соотношений, полученных при использовании геометрической интерпретации функций секанса и косеканса и применении векторно35 электрическэго метода.

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

3, напряжение tl>< (i = 0,1,2...) соответствует радиусу единичной 40 окружности и имеет регулируемую фазу при выполнении условия сиЧ (()г„.. 1 Оы1=а1„. =д-, где U„,„— напряжение, соответствую- 45 щее радиусу, единичной окружности и совпадающее по фазе с осью Х. Напряжение U„, фаза которого пропорциональна входному сигналу, является напряжением постоянного тока, экви- 50 валентным входному углу с(Напряжение Й ; (фиг. 2), регулируемое по величйне и совпадающее по фазе с осью Х, при выполнении условия

a ä(tu ;-u„)Ju„)=arg(u,fu„) р, ж1, равно напряжению 11, величина которого проп эрциональна секансу входного сиги ала U9 ъббс с . бО

Напряжение U«(ôèã. 3), регулируемое по величййе и совпадающее по фазе с осью у, при выполнении условия

o g((uÄ-u„)lu l=à ä(u )й„)=в;=е.etc., равно напряжению и величина котос рого пропорциональна косекансу входного сигнала

U = cosec,д.Тригонометрический функциональный преобразователь работает следующим образом.

Напряжение tl„„с выхода генератора 1 синусоидального напряжения поступает на вход дополнительного блока

7 сравнения фаз, усилителя 6, преобразователя 2 напряжение-фаза .На выходе преобразователя 2 напряжение-фаза получается в общем случае напряжение 1)г1 имеющее фазу

arg (Ut-„ /tlHx ) =о(„. Напряжение tt H поступает на один из входов дополнительного блока 7 сравнения фаз, где сравнивается по фазе с напряжением U yg

В результате на выходе блока 7 сравнения фаз возникает сигнал, пропорцион альный

Он поступает на один из входов блока 4 сравнения модулей, где сравнивается по величине с входным сигналом функционального преобразователя U>z, пропорциональным углу d.„ подаваемым на другой его вход. При этом на выходе блока 4 сравнения модулей появляется сигнал рассогласования, который воздействует на регулируемый параметр преобразователя

2 напряжение-фаза изменяя фазу

U> Когда напряжения, подаваемые на входы блока 4 сравнения модулей, оказываются равными, то сигнал на выходе этого блока становится равным нулю, а напряжение Ut„.в этот момент соответствует U, имеющему фазу а. (U,. ОкД Затем напряжение Ut. подается на один из входов сумматора 5 и блока 3 сравнения фаэ. Кроме того, напряжение от генератора 1 синусоидального напряжения подается на вход усилителя б, на выходе которого получается напряжение U<-. Напряжение с выхода усилитапя 6 по4ается на вход сумматора 5, где геометрически суммируется с напряжением Ut.. В результате на выходе сумматора 5 получается в общем случае напряжение 1 ™91 г

Напряжение с выхода сумматора 5 поступает на вход блока 3 сравнения фаз, где сравнивается по фазе с напряжением U При этом на выходе блока 3 сравнения фаз возникает сигнал, пропорциональный в общем случае косинусу 8 ((), )(.)=Гъ

741283

U =эес0

Ьх

Uc ur+ "2 "

50 который во эдей ст вует на регулируемый параметр усилителя 6, изменяя его коэффициент передачи и тем самым величину напряжения выхода U, . Когда дости гает с я то сигнал на выходе блока 3 сравне— ни я фаэ становится равным нулю, и напряжение U<1 оказывается равным

U =6„+о величина которого пропорциональна секансу входного сигнала

Косекансное функциональное преобразование, поясняемое векторной диаграммой напряжения (фиг. 3), осуществляется аналогично секансному с той лишь разницей, что напряжение

Uö, подаваемое на вход усилителя 6, опережает напряжение U„, подаваемое на преобразователь 2 напряжение-фаза и блок 7 сравнения, на угол равный i 1l Как видно иэ векторной диаграммы напряжения (фиг.3), условие (1) для косекансного преобразователя имеет вид

При выполнении этого условия напряжение на выходе усилителя 6 оказывается равным величина которого пропорциональна косекансу входного сигнала )с =соБес() ьх .

Векторные диаграммы напряжений, приведенные на фиг.2 и фиг.3, иллюстрируют работу преобразователя в первом квадранте. В других квадрантах преобразование осуществляется аналогично, изменяется лишь при секансном преобразовании знак условия (1) для второго и третьего квадрантов, и при косекансном преобразовании — знак условия (2) для третьего и четвертого квадрантов.

Полная погрешность функционального преобразователя в статическом режиме определяется только инструментальной погрешностью, которая зависит от параметров используемых элементов.

Формула изобретения

Тригонометрический функциональный преобразователЬ, содержащий преобразователь напряжение-фаза,первый вход которого соедииен с выходом генератора синусоидального напряжения, выход преобразователя напряжение-фаза подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к первому входу блока сравнения фаэ, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышен1 я точности и расширения класса воспроизводимых функций, он содержит дополнительный блок сравнения фаз,блок сравнения модулей и усилитель, первый вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а второй вход соединен с выходом блока сравнения фаз, выход усилителя со вторым входом сумматора, второй вход блока сравнения фаэ соединен с выходом преобразователя напряжение-фаза, первый вход дополнительного блока сравнения фаэ соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а его второй вход соединен с выходом преобразователя напряжение-фаза, выход дополнительного блока сравнения фаэ соединен с первым входом блока сравнения модулей, второй вход которого является входом функционального преобразователя, а выход блока сравнения модулей соединен со вторым входом преобразователя напряжение-фаза, выход усилителя является выходом функционального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по нелинейным схемам. Под ред.Шнейнголда Д., М., Мир, 1 977, с. 28-29, 1 74-1 78.

2. Авторское свидетельство ГССР р 488224, кл. G 06 G 7/24, 1973 (прототип).