Цифровой преобразователь координат

Цифровой преобразователь координат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетсннк

Соцнапнстнческнх

Республнм о)873239

- к ьвтоесюм сви етальспв (61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 170979 (21) 2815983/18-24 (я)м. к„.з

O 06 F 7/548 с присоединением заявки N9(23) Приоритет -.

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.10.81. бюллетень Й9 38 (53) УДКб81. 3 (088. 8) 1

Дата опубликования описания 151 Q81 аявитель (54 ) ЦИФРОВОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КООРДИНАТ у r ° s1ng, {2) Изобретение относится к вычис; лительной технике и предназначено для воспроизведения по известным кодам полярных координат р и г измеряемой величины, ее прямоугольных,координат х и у и наоборот,,и в частности может быть использовано в импульсной метеорологической радиолокационной станции в качестве специализирован ного вычислителя системе отображения информации на индикаторе кругового обзора.

Известно устройство, которое может быть использовано в качестве преобразователя координат систеьи отображения информации на индикаторе icyyгового обзора. Для подобных систем отображения информации характерна работа по периодам - циклам То, в каждом из которых можно,выцелить . - 2О два временных периода (период Ттп< прямого хода и период То обратного хода) таких, что:

1 о= их+ ох=" о, С4) 25

1 где t — частота импульсов запуска.

Длительность То определяется временем установления Т индикатора иэ соотношения To ) Т, где Т вЂ” минимальное время необхоМ димое для перемещения луча на экра . не ИКО на расстояние, равное диаметру экрана,с погрешностью установления не более, чем элемент разрешения ИКО. Функционирование известного устройства связано с числом импульсной обработки информации. В этих устройствах на периоде Ти> по текущему коду наклонной дальности r(t) положения радиолуча антенны в пространстве и линейному коду угла Р 1 поворота антенны по азимуту, преобразованному в коды 61и Р и cos P 1,. осуществляется вычисление текущих прямоугольных координат у и х положения в пространстве радиолуча антенны по формулам х г cosp, где г г(+), P = P1.

Таким образом, в рассматриваемых устройствах в течение каждого Тгк осуществляется формирование цифровой «руговой развертки - вычисление по кодам полярных координат ф и

r(+) кодов прямоугольных координат

873239 у и х, Причем, координаты у и х вы- рабатываются первоначально в числоимпульсных кодах ЧИКУ и ЧИКХ,. так как именно число-импульсная обработка информации позволяет получить наибольшее быстродействие при формировании цифровой круговой развертки. 5

В дальнейшем вычислительный процесс (2Э в течение Т > приг г(+); и постоянном будем называть формированием развертки по углу В 51) .

В известном устройстве число-импульсные коды х и у генерируются од. новременно и поступают на цифроаналоговые блоки, которые формируют в течение Т п сигнжлы, Управляющие положением луча на экране индикатора в соответствии с положением радиолуча антенны в пространстве. Однако функциональные возможности этого устройства не высоки, так как в них не предусмотрена работа с датчиком цифровых координат маркера.

Известно также устройство, в котором имеется возможность. работы с датчиком цифровых координат маркера (1 1. Но оно имеет невысокий 25 коэффициент использования .оборудования, так как его формирователь цифровой круговой развертки и датчик кодов цифровых координат маркера выполнены независимо, т.е. без уче- .З0 . та друг друга.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее первый.и второй датчики полярных координат, первый коммутатор, генератор синусно-косинусных функций, блок управления, первый и второй датчики прямоугольных, координат, первый и второй множительные блоки, первый и второй регистры раэверток, блок поразрядного коди- 40 рования и сумматор, причем. выходы блока поразрядного -кодирования соединены с первой группой входов первого коммутатора, вторая группа входов которого соединена с выходами пер-45 вого датчика полярных-координат, выходы первого коююутатора соеди-. нены с группой входов генератора синусно-косинусных функций, первая и. вторая группы выходов которого соеди- 50 иены с первыми группами входов «соот ветственно первого и второго множительных блоков, управляющий вход йервого коммутатора является входом преобразователя f3).

Недостатком известного. устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем„ что в устройство,.содержащее первый и второй датчики полярных координат, первый коммутатор, генератор синусно-косинусныхфункций, блок управления, первый и второй датчики прямоугольных координат, первый и второй .множительные блоки, первый и второй регистры разверток, блок поразрядного кодирования и сумматор, причем выходы блока поразрядного кодирования соединены с первой группой входов первого коммутатора, вторая группа входов которого соединена с выходами первого датчика полярных координат, выходы первого коммутатора соединены с группой входов генератора синусно-косинусных функций; первая и вторая группы выходов которого .соедиФиены с первыми группами входов соответственно первого и второго множительных блоков, управляющий вход пер- вого коммутатора. является входом преобразователя, дополнительно введены второй и третий коммутаторы и вычислительный блок, причем установочный, тактовый,:первый и второй управляющий входы блока управления являются входами преобразователя, первый, второй, третий и четвертый входы блока управления соединены соответственно с. синхронизирующим выходом первого множительного блока, первым, вторым и третьим управляющими выходами блока поразрядного кодирования, пятый и шестой входы блока управления соединены с перЪым и вторым управляющими выходами вычислительного блока, первый и второй входы запуска блока управления являются входами преобразователя, второй вход запускаблока управления соединен с установочным входом блока поразрядного Кодирования, первый выход блока управления соединен с суммирующим вхо. дом второго датчика полярных координат, управляющий вход которого является входом преобразователя, второй вход блока управления соединен с управляющими входами второго и третьего коммутаторов, третий выход блока с управления. соединен с первым управляющим входом гененатора .синусно-коси-. нусных функций и управляющими входами первого и второго множительныхблоков, четвертый выход .блока управления соединен со вторым управляющим входом генератора синусно-косинусных функций, пятый выход блока управления соединен с входами записи.первого и второго регистров развертки, шестой, .седьмой и восьмой выходы блока управления соединены соответственно с входом импульса конца кодирования, входом импульса уменьшения кода и входом импульса увеличения кода блошка поразрядного кодирования, девятый и десятый выходы блока управления. являются выходами преобразователя, первый и второй знаковые выходы генератора синусно-косинусных функций соединены со знаковыми входами соответственно первого и второго регистров развертки, суммирующие

873239 входы которых соединены с числоимпульсными входами соответственно первого и второго множительных блоков, синхронизирующий выход второго множительного блока. является выходом преобразователя, выходы второго датчика полярных координат соединены с первыми группами входов второго и третьего коммутаторов, вторые груп пы входов которых соединены с выходами первого и второго датчиков прямоугольных координат соответствен но, знаковый выход первого датчика

1прямоугольных координат соединен с первыми входами блока поразрядного кодирования и сумматора, вторые входы которых соединены со-знаковым выходом второго датчика прямоугольных координат и выходом сумматора .соответственно, выходы второго.и третьего коммутаторов соединены со вторыми группами входов первого и второго множительных блоков соответственно, тактовые и установочные входы которых объединены и являются тактовым и установочным входами преобразователя, выходы первого множи-" тельного блока соединены с входами первого регистра развертки и первой группой входов вычислительного блока вторая группа входов которого соединена. с выходами второго множительног блока и входами второго регистра развертки, выходы первого и второго регистров развертки, вычислительного блока и первого и второго множительных блоков являются выходами преобразователя.

Блок управления содержит.два элемента 2И-ИЛИ элемент ЗИ-ИЛИ, три триггера, сумматор по модулю и десять элементов И, причем установочный вход блока управления соединен с первым входом первого элемента 2ИИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого триггера и первым входом первого элемента И, выход,которого является первым выходом блока управления и соединен с первым входом элемента ЗИ-ИЛИ и первым и вторым вхо дами второго элемента 2И-ИЛИ, третий четвертый входы которого соединены с первым управляющим входом блока управления и выходом второго тригге-ра, .первый вход которого соединен с выходом первого элемента 2И-ИЛИ, первым выходом блока УпраВления и вторым входом элемента ЗИ-ИЛИ, третий и четвертый вход которого соединены со вторым управляющим. входом блока управления, тактовый вход которого соединен со вторым входам первого элемента И и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен со входом третьего элемента И, первым входом четвертого элемента И, вторым выходом блока управления и выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом второго триггера и инверсным выходом первого триггера, тактовый вход. которого соединен с выходом второго элемента 2И-ИЛИ, пятый .и шестой входы которого соединены с выходом третьего триггера и вто«рым входом пятого элемента И, первый вход. запуска блока управления соединен с входам первого триггера и инверсным входом первого элемента И, первый вход блока управления соединен с третьим входом первого элемента . 2И-ИЛИ, пятый вход элемента ЗИ-ИЛИ соединен с третьим выходом блока управления и выходом четвертого элемента И, второй вход которого соеди15

5 нен с третьим входом блока управле- ния, шестой вход элемента ЗИ-ИЛИ соединен с шестым выходом блока- управления, выходом шестого элемента И, первым входом седьмого элемента И, Щ выход которого соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом сумматора по модулю два, выходы восьмого и девятого элементов

И являются соответственно седьмым и восьмым выходами блока управления, десятый выход которого соединен с тактовым входом третьего триггера и выходом десятого элемента И, первый о О вход которого соединен с инверсным входом шестого элемента И, инверсным входом третьего элемента Й и четвертым входом блока управления, пя.тый вход которого соединен со вторым входом седьмого элемента. И, вход шестого элемента И соединен с выходом второго элемента И и вторым входом десятого элемента И, выход третьего элемента И является четвертым выходом блока управления, выход элемента

40 ЗИ-ИЛИ является пятым выходом блока управления, второй вход запуска блока управления соединен с входом третьего триггера, второй и шестой входы блока управления соединены с

45 входами сумма ора по модулю два.

Вычислительный блок содержит два сумматора, группу элементов НЕ, эле-. и мент НЕ и элемент ИЛИ, прйчем первая группа входов вычислительного блока соединена с первыми группами вхо доэ первого и второго сумматоров, вторая группа входов вычислительного блока соЕдинена со второй группой входов первого сумматора и через группу элементов НЕ со второй груплой входов второго сумматора, выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом вычислительного блока, группой выходов которого являют60 ся выходы первого сумматора, вход переноса второго сумматора соединен . с выходом элемента НЕ и первым вхоом знака первогосумматора, второй ход знака которого соеДинен со входом элемента НЕ и входом логическа

873239 го нуля вычислительного блока, выход знака второго сумматора является вторым выходом вычислительного блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на Фиг. 2 и 3. » блоксх™ ЛОК управления и числитель- 5 ного блока.

Устройство содержит датчики 1 и

:2 полярных координат, датчики 3 и

4 прямоугольных координат, генератор синусно-косинусных функций 5, коммутаторы 6, 7 и 8, сумматор 9, блок поразрядного кодирования 10, множи;тельные блоки 11 и 12, регистри

13 и 14 развертки, вычислительный блок 15, блок управления 16, управляющие входы 17 и 18 первого коммутатора и второго датчика полярных координат, тактовый вход 19 множитель<них блоков,.установочный вход 20, устройства, :входы 21-31 блока управления, выходы 32-39 блока 20 управления, входы 40 и 41 первой и второй групп первого коммутатора, входы 42 и 43 первой и второй групп второго коммутатора, входы 44 второй группы третьего коммутатора, выходы 25

45 первого коммутатора, выходы 46 и

47 первой и второй груйп генератора функций, выходы 48.и 49 второго и третьего коммутаторов, выходы 50 и

51 знака. первого и второго датчйков прямоугольных координат, выход 52 сумматора, выход 53 число-импульсного кода первого множительного блока, выход 54 знака синуса генератора

Функций, выходы 55 первого множитель- 35 ного блока, выход 56 число«импульсного кода, выход 57 знака косинуса генератора функций, выходы 59 вычислительного блока, выходы 60 и 61 перного и второго регистров развертки, .выход 62 синхронизации второго мно- 40 жительного блока, выходы 63 и 64 блока управления.

Блок управления содержит тригге-. ры 65-67, суьматор 68 по м6дулю два, логические элементы 69-81.

Вычислительный блок содержит группу 82 элементов НЕ, первый и второй сумматоры 83 и 84, элемент

ИЛИ 85 и элемент НЕ 86. р

Сумматоры 9 и 71 одинаковы и каждый из них реализует операцию суммирования по модулю два двух логических переменных.. Каждый из датчиков

1, 2 или 3, 4, в простейшем случае представляет собой или счетчик или регистр, а в более сложных случаях в,датчике может иметься несколько регистров счетчиков и коммутатор.

Генератор функции 5 выполнен на основе цифрового синусно-косинусного 60 преобразователя. Коммутаторы 6, 7 и

8 одинаковы и каждый из них содержит (п+2)=12 элементов 2 И-2И-ИЛИ и инвертор и работает так, что в зави« симости от значения логического сиг- нала на управляющем входе, коммутатор пропускает на выходы сигналы кода с первой или второй групп входов коммутатора. Регистры 13 и 14 одинаковы и каждый из них содержит триггер знака и счетчик, в который может приниматься информация как числоимпульсным, так и параллельным кодом. Преобразователь выполнен на базе потенциальных цифровых элементов, триггеры которой переключаются в некоторые моменты времени после окончания импульсов.на их синхронизирующих. входах. Преобразователь может выполнять как первое преобразование — воспроизведение по (n+2) разрядному коду Р и и-разрядному коду r(n+1)-разрядных кодов у и х так и второе преобразование - воспро изведение по (и+1)-разрядным кодам у2 и х2 (n+2)-разрядного кода Р 2 и и-разрядного кода r2. Вес старшего разряда кода Р равен «, а старшие разряди у кодов у и х знаковые. Коды у, х и r прямые и нормированы так, что каждому из них соответствует и-разрядное - двоичное число (т.е. число у, х и r) вюдуль которого может изменяться в пределах 0 - 1 -2 -И с весом младшего разряда 2 .. Выполнение в преобразователе первого пре-образования основано на одновременном решении по формулам (2 ).

Второе преобразование выполняется в преобразователе за (и+1) тактов.

Первые и тактов второго преобразования являются тактами поразрядного кодирования для нахождения угла ю+ такого, для которого наиболее точно выполняется приближенное равенство

МЫСОВ)Ъ + -Х251И 5„ „(0 (3) где (и+ - угол, (n+2) -разрядный. код которого снимается с группы выходов 41 блока поразрядного кодирования 10 в (n+1)-ом такте второго преобразования. 41ри точном выполнении

Равенства (3

p>+< )2 в (n+1)-оМ такте второго преобразования находится код координаты, r2 в соответствии с формулой

1 2=12%и ф2 4.)(2созр2 (4)

В процессе работы преобразователя коды У2 и х2, а также все результаты первого преобразования .(коды у и х) могут быть сняты как с групп выходов

60 и 61 регистров 13 и 14, так и с разрядных входов этих регистров, т.е. знаковые разряды с выходов 54, 57 генератора функций 5, остальные разряды с групп выходов 55 и 58 множительных блоков 11 и 12 соответственно. Результат второго вычислениякод (2 и код г2 снимаются .с.группы выходов 41 блока поразрядного. кодирования 10 и с группы выходов 59 вы8732 39

P - й17 Ч+ДП (5} числительного блока 15 соответственно.

Предлагаемый преобразователь предусматриваетвозможность программного выполнения во времени первого и второго преобразований с приоритетом для первого преобразования. Прог рамма работы преобразователя осуществляется по приходящим на входы 17,,24 и 25 управляющим логическим сигналам П17, А24, П25, на входы

18 и 20 — установочным импульсам

И18 и И20, на вход 19 — последова» тельности импульсов ПИ19, на вход

21 — тактовым импульсам ТИ21 и на входы 22 и 23 — импульсам запуска

И22 и И23 первого и второго преобра- .зований соответственно. Каждый из входных импульсов (исключение, могут составить только импульсы ПИ1Щ) обязательно совпадает по времени с одним.из импульсов ТИ21. Длительность каждого из импульсов ТИ21 или ПИ19 выбрана по возможности наиболее короткой, но и достаточной для того, чтобы обеспечить надежное срабатывание цифровых схем преобразователя.

Для импульсов ПИ19 характерно также и то; что они поступают на преобра.зователь. только в течение периода Ти

В процессе работы блок управления

16 вырабатывает на выходах 32, 36, 37, 38, 39, 63 и 64 импульсы Й32, И26, И37, И38, И39, И63 И64, а на выходах 33, 34 и 35 — логические управляющие сигналы tt33, П34 и П35.

Сигнал П17 управляет работой коммутатора 6, а сигнал ПЗЗ вЂ” работой коммутаторов 7 и 8.

На коммутатор 6 поступают с входа

17 преобразователя сигнал П17, .с группы выходов 40 датчика 1 — код угла р1 а с группы выходов..41 блока поразрядного кодирования 10 — код угла Я. Коммутатор 6 по сигналу

П17 и кодам 1 и P) на группе выходов 45 вырабатывает код угла /Ьта кой. что

На коммутатор 7 поступает с выхода 33 блока управления 16 сигнал

ПЗЗ, с группы выходов 42 датчика 2 — . код r, а с группы выходов 43 датчика 3 - код / у2/. Коммутатор 7 по сигналу ПЗЗ и кодам г и /у2/ на группе выходов 48 вырабатывает код функции F48 в соответствии с выражением

Г48=ПМг аП33/у / (6) На коммутатор 8 поступают с выхода

33 блока управления 16 сйгнал ПЗЗ, с группы выходов 42 датчика 2 †. код

"г а с группы выходов 44 датчика 4 код /х2/.Коммутатор 8 по сигналу ПЗЗ и кодам r и /х2/ на группе выходов

19 вырабатывает код функции F 49 в соответствии с выражением

У+ =11М + ПЭф/Х2/ (7)

С группы выходов 45 коммутатора 6

5 код Р поступает на входы аргумента генератора функции 5, на управляющие входы которого с блока управления 16 поступают снгналы ПЗ4 и П35. Генератор функций 5 по коду вырабатывает

1Î на выходе 54 знаковый разряд кода а на выходе 57 — знаковый раэряб кода СОЗЕ. Кроме того, генератор функций 5 по коду f5 и сигналам П34 и П35 вырабатывает на группах выхо-, дов 46 и 47 и-разрядные коды функций !

5 F 46 и F 47 в соответствии с выражениями

F46 =1134(tt3s /811 /Ъ/ 1./1 35/созр/)+, +пъ (/ z-u) (e)

20 F 47 = ПЭ4-(Пж/CoSfb/+9351ùèð/)+

+ПЪ4({-2 )

С генератора функций 5 коды F 46 и F 47 поступают на первые группы вхсдов множительных блоков 11 и 12, на вторые группы входов которых с коммутаторов 7 и 8 поступают коды

F 48 и F 49 соответственно. Кроме того

Т на корректирующие входы множительных блоков 11 н 12 подается с блока

ЗО управления 16 сигнал П34, а на установочные и тактовые входы — соответственно И20 и ПИ19 с входов 20 и 19.

Множительный блок 11 по кодам F 46 н F48 и сигналу tt34 вырабатывает на

M группе выходов 55 код функции F 55, а множительный блок 12 по кодам F 47 и F 49 и сигнапу П34 — код функции

F 58 ° В связи с этим работу параллельных умножителей 65 множительных бло40 ков 11 и 12 ммкно записать выражениями

F55 = Г46 F48 + ПЭ4(Е48)и 2 (10)

F5B = Г47ЕФ9+ ПЭФ(F49)q 2. и (11)

45 где(Г 48) и (F 49),— разрядные цифры старшего и-го разряда кода F 48 и кода E 49 соответственно.

В правых частях выражений (10) н (11} вторые слагае ь е HBJIHIQTCH KoppeKтирующнмн и именно с их IloMollbI0 при ИЗЗ=П34=1 получаем F 55= / у2/ и

F 58 = /х2/.

Во время каждого Т в регистре множительного блока 11 (12) содержится код!В1и/ъ/ (/co5p/ ) шести старших разрядов кода /Йи/3/(/соэ/ /), а на чис-. ло-импульсный умножнтель поступают импульсы ПИ19, представляющие собой на периоде Т число-импульсный код

5О г(+), каждый импульскоторого имеет вес

2 ". Поэтому во время каждого Тих множительный блок 11 по кодам /э1И/ l и r(+) вырабатывает на выходе 53 чис- . ло-импульсный код функции F 53, а множительный блок 12 по кодам1 соь/ /

873239

10

35 (13) F 59 = F 55 + F 58 на выходе 30 - логический сигнал

ИЗО (ПЗО=О, если F 55 =F 58. и П30=1, если F 55 ф F 58); на выходе 31,- ло- щ гический сигнал П31 (П31=0, если

F 55 O F 58 и П31=1, если F 55 < F 58).

В работе преобразователя можно выделить вычислительный такт Т, длительность которого не меньше, чем длительность переход, х процессов . 45 в преобразователе при изменении car нала П1700 на сигнал П17=1, или наоборот.

Для выполнения в преобразователе вычислительного такта на блок О управления 16 поступают импульсы

ТИ21, период частоты следования которых равен Т и выбран из соотношения

Т т + змн + 1Ь615 (14) 55 где t <- длительность. переходных процессов в генераторе функций 5 при вычислении F 46 и F 47; У И69 длительность йереходных процессов параллельного умножителя множитель- ® ного блока 11 (12); йBFRK — длительность переходных процессов вычислительного блока 15.

С учетом изложенного рассмотрим работу преобразователя во времени при и r (+) вырабатывает на выходе 56 число-импульсный код функции F 56.

На выходе 26 (62) множительного блока 11 (12) вырабатывается числоимпульсным умножителем синхрониэирующий импульс по каждому шестьдесят четвертому импульсу ПИ19, так как число-импульсный умножитель шистиразрядный и имеет длительность цикла умножения, равную

2: Tn gp (12)

У где TnÄ<< — период частоты следования импульсов ПИ19.

В момент генерации И26 (И62) на выходе 53 (56) множительного блока

11 (12) импульс F 53 (F 56) никогда не вырабатывается, что обусловлено спецификой работы число-импульсного умножителя.

С множительного блока 11 число импульсный код F 53 и код F 55 поступают на суммирующий и разрядные входы регистра 13, на вход знакового разряда которого с генератора функций 5 поступает сигнал П54. Аналогично с множительного блока 12 число-импульсный код F 56 и код F 58 поступают на суммирующий и разрядные входы регистра 14, на вход. знакового разряда которого с генератора функ;ций 5 поступает сигнал П57. Кроме того, коды F 55 и F 58 соответствен- Ç0 но поступают на первую и вторую группы входов вычислительного блока 15 °

Вычислительный блок 15,функционирует так, что на группе выходов 59 вырабатывает код функции выполнении такой программа, которая наиболее полно характеризует устройство и позволяет сравнить его c прототипом. Пусть программа начинается в некоторый момент начала периода T©>, когда преобразователь не выполняет никаких вычислений, т.е. триггеры 65-67 блока управления 16 находятся в "О", на тактовые входы множительных блоков 11 и 12 импульсы

ПИ19 не поступают, а в памяти преобразователя содержится информация, обусловленная программой его работы в предыдущие моменты времени. Пусть в некоторый момент времени рассматриваемого То на преобразователь поступают сигналы П17=П24=0, П25=1 и по одному импульсу И18 и И22. Тогда по И18 датчик 2 вырабатывает код

r=0, а по И22 триггер 65 устанавливается в "1" и начинается вычислительный такт при П17=П24=ПЗЗ=ПЗ4=0 и

П25=1. Поэтому к концу такта множительный блок 11 вырабатывает код

F 55=(у,= О, множительный блок 12 код F58 = .I õ/ = 0, а генератор функций 5 - знаковые разряды кодов у и х, т.е. П54 = Зн..у =Зн.s|np и

П57=3н.х=Зн.cos p и функции . F 46 =

/ sing/и F 47 = /совфB конце данного такта блок управления 16 яа выходе

6 3 генерирует импульс И63, а на выходе 36 импульс И36 по И63, так как П25=1. По И36 производится запись кода у=О в регистр 13 и кода x=O в регистр 14. Кроме того, по данному

И63 на преобразователь приходит импульс И20 и поступает на один из входов блока управления 16 и установочные входы множительных блоков

11. и 12. По И2И в множительном блоке

11 (12) число-импульсный умножитель устанавливается в "0", а в его регистр записывается код/э.l n p f cosp /

Блок управления 16 по каждому И20 генерирует И32, который поступает на суммирующий вход шестого младшего разряда датчика 2. После окончания данного И32 датчик 2 вырабатывает код г(Т ) = 64 ° 2 . После окончания рассмотренного такта на преоб-" разователь поступает сигнал П25=0 и запрещает формирование И36 по И63.

Начинается следующий, такт;: к концу которого иа входах регистра 13 устанавливается код у=64. 2 " s1np, а на входах. регистра 14 — код x = 64 2 "

cosy. Если в течение последукщего времени рассматриваемого периода

То никаких больше изменений не,происходит, то преобразователь при П24П25=0 не реагирует на последующие

863 и подготовлен к. формированию развертки по углу Р = 1.

Формирование развертки происходит по импульсам ПИ19, которые поступают на тактовые входы множительных блоков 1 и 12 в течение всего перио13

14

8732 З9

Обычно для систеьи отображения информации период Т,п выбирается из условия

Тру, - Тпи49 с 2И.

Так как Т и 9 Ъ Т, то .(16) .где Т - минимальный пе.>иод следования импульсов ПИ19, определяевий быстродействием число-импульсного умножителя.

50

В предлагаемом преобразователе вычисленный цикл T число=импульсного умножителя выполняет условие

Т >64 Т = 4T (17)Из (17) следует, что в предлагаемом преобразователе эа время каждого T можно выполнить не менее четырех вычислительных тактов Т, а длительность преобразования полных кодов

60 да Т . Поэтому в течение Тп множительные блоки 11 и 12 по ПИ19 генерируют число-импульсные коды 53 и 56 соответственно. Импульсы F 53 суммируются регистром 13, а импульсы F 56 регистром 14.

После качала Т через время иу . левого цикла Т> множительный блок

11 112) на выходе 26 (62) генерирует первый И26 (И62). По И26 блок управления 16 вырабатывает по одному импульсу И32 и И36. По первому И36 происходит запись в регистр 13 кода у(Ту), а в . регистре 14 - кода х(Т,„) .

В некоторый момент после окончания первого И32 датчик 2 генерирует код (r r (2Ту) 2 ° 64-2 +, а на входах !5 регистров 13 и 14 соответственно устанавливаются коды у(2Т )и x(2T>)..

В течение каждого из циклов Ту периода Т > работа преобразователя аналогична. Следовательно, в тече- 20 ние ф-го цикла Т периода Т Х на . группах выходов 60 и 61 регистров, 13 и 14 формируются коды у(+) и х(+) развертки по углу Р =) 1 в соответствии с выражениями 25

"(Ч =ЬИ 2. +2 ")ч(-с) Т,))5 иp

>«)Ф " " (- Т,Ц(() где q — номер (0,1,2... ) цикла Ту на периоде Tn)t, ° t — текущее вРемя иа периоде Тюх такое, что ОЫ Тих

N(t-q-Ту) — число импульсов ПИ19, поступивших на множительные блоки

11 и 12 íà q-bM цикле Т> в интервале ,вРемени от аТч до t периода Т 3

Процесс,(15) формирования развертки по углу Р. продолжается до тех пор, пока на множительные блоки 11 и 12 поступают импульсы ПИ19. Период

Т заканчивается в момент оконча-, 40 ния импульсов ПИ19 и начинается пе- риод То>, полярных координат в прямоугольные координаты определяется выражением

T1 = 16 Т . (18)

Рассмотрим работу преобразователя при выполнении второго преобразователя, в котором осуществляется воспроизведение по кодам у2 и х2 кодов Р2 и r2.

Коды у2 и х2 вырабатываются да.тчиками 3 и 4 соответственно. Старшие разряды у датчиков 3 и 4 знаковые.

Поэтому старший (и+2)-ой разряд кода Р2 совпадает со знаковым разрядом кода У2, т.е. (p2) =Зн. У2=П50, а (n+1)-ый разряд кода Р 2 вырабатывается на выходе 52 сумматора 9 как сумма по модулю два логических значенийй з н аховых раз рядов дат чи ко в

3 и 4, т.е. (5?)è+„=H52 =П5О Ю П54=3Н 92(b 3Н Х2

Остальные п младших разрядов кода р2 определяются за и тактов поразрядного кодирования, после чего в (n+1) -ом такте второго преобразования определяется код r2. Преобразо-. ватель позволяет производить второе преобразование как на периоде Ток так и на периоде Т„ .

Рассмотрим выполнение второго преобразования только на периоде Т,. а для выполнения второго преобразования на периоде Т > укажем только отличия..Пусть запуск второго вычисления происходит в момент начала не- . которого периода Täo, когда триггеры 65, 66 и 67 находятся в "0", и на преобразователь поступает сигнал

П1701 и импульс И23. Тогда на И23 триггер 67 устанавливается в "1", а блок поразрядного кодирования 10— в состояние первого такта кодирования.

Блок поразрядного кодирования 10 содержит (n+2)-разрядный выходной регистр,(n +1)-разрядный распределитель импульсов и дешифратор, который с помощью распределителя имцульсов управляет переключением и младших разрядов выходного регистра по алгоритму поразрядного кодирования. Распределитель импульсов выполнен на сдвиговом регистре, в котором в лю- бой момент времени только один из триггеров может находиться в "1".

На блок поразрядного кодирования 10 поступают с датчика 3 сигнал П50= (Р2)н+ с сумматора 9 — сигнал

П52=(2)и+, с входа 23 преобразо- вателя — импульс И23, а с блока управления 16 — импульс И37 конца такта кодирования, импульс И38 уменьшения кода и импульс И39 увеличения кода. По И23 блок поразрядного кодирования 10 устанавливается в состояние первого такта кодирования, при котором его распределитель находит ся в состоянии 10.. ° О, а его выход873239

16 ной регистр в состоянии, соответствукицем углу

)" „=({Ь2) «+ +(рг)„,+„ В/г. +В/4:

В процессе выполнения второго .преобразования распределитель производит распределение блока поразрядного кодирования импульсов И38 и И39 таким образом, что в каждом j-oM такте кодирования осуществляет переключение триггеров выходного регисра так, что в выходном регистре по

Й38 триггер разряда (и+1) J u разряда (n-)) устанавливаются в

"О" и в "1"соответственно, а но И 39 триггер разряда (и+1)- 3 остается в состоянии "1" и -триггер разряда (n-J) переючючается из "0" в "1", В процессе второго преобразования блок поразрядного кодирования 10 вырабатывает на выходе 28 признак

И28 первого такта кодирования, на 30 выходе 29 — признак П29 . (n+1)-го такта второго преобразования, на выходе 27 - (n+1)-ый разряд кода Р2 а на группе выходов 41 — код pj . В течение второго преобразования на щ преобразователь поступает сигнал

П17=1, а блок управления 16 вырабатывает сигналы П3301, П28=П34, П35=П29. Второе преобразование запускается по И23, по которому начина- р«ъ ется первый такт кодирования. В тече ние первого такта кодирования .блок поразрядного кодирования 10 вырабатывает сигнал П28=1, П29=0, П27= (Р2)и+1и код Я =1. В конце каждого такта, второго преобразования, кроме последнего (n+1) -го такта, блок управления 16 по ТИ 21 генерирует импульс И37 конца такта кодирования.

К концу первого такта кодирования

П17=ПЗЗ=П34=П35=1 вырабатываются 40 .генератором синусно-косинусных функций 5 сигналы П54=3н. у2, П57=3н. х2 и коды F 46=F 47=1-2, множительными блоками 11 и 12 — код F55=/ó4 и код

F 58=/x2 /, а вычислительным блоком g$

15 - сигнал ПЗО (30=0, если/у2/ /х2«) и lI30=1, если/y2/ Ф/х2/.и сигнал (П31=0, если! у2/ »/х2/) и П31=1, если

/у2/ /x2/ . В конце первого такта кодирования блок управления 16 по И37 «щ при П25=1 генерирует И36, по которому в регистры 13 и 14 заносятся коды у2 и х2 для отображения через время Т координатной точки {у2, х2).

Кроме того, в первом такте, как в любом другом такте поразрядного кодирования, блок управления 16 по

И32 при П30=1 генерирует И38 либо

ИЗ9. Причем, при ПЗО=О» И38 и И39 не вырабатываются, так как pg = 2 при П30=1 и П27 + П31=1 вырабатыва- 60 ется И38, означая, что Я 7 р2 при

Л30=1 и .П27 П31=0 вырабатывается И39, означая, что j5) P2.

Поэтому в конце каждого j-ro такта поразрядного кодирования по И38 (или И39) для последунфцего 7J+1)-го такта второго преобразования устанавливается код Pj q+ Pj (или +.« ).

Каждый j-й такт кодирования при

1

П35=1.

Поэтому к концу J-ro такта кодирования (при 1с)

ПЗО=О, если у2 cosgg=x2stnp) и

Й30=1, если y2cos pjkx2s!пф и сигнал

П31 (П31=0, если / y2cospjJ+s t nag) и

П 31= 1, если/х2 со вЩ)х2 ° s 1п Я ) .

Следовательно, после и тактов второго преобразования на группе выходов 41 блока поразрядного кодирования 10 вырабатывается код р p q=p2 и начинается последний{п+1)-й такт второго,преобразования, в котором блОк управления 16 для Генератора функций 5. вырабатывает сигналы П34=

035=0. Поэтому к концу преобразования на группе выходов 59 вычислительного блока 15 вырабатывается код

F50 = 2 =1254и f62+ õ2ñîá ü2

В конце второго преобразования блок управления 16 генерирует И64 конца преобразования. Импульс И64 поступает на счетный вход триггера 67 и на выход для осуществления съема с преобразователя кодов / 2 и r2.

В некоторый момент после окончания И 64 триггер 67 переключается в

На этом цикл второго преобразования заканчивается, а следукщий цикл начинается с приходом очередного И23.

Длительность цикла второго преобразования на периоде Т> составляет

Т2 =(И+4)Т=(И+1)((6Т«) (19)

Как уже отмечалось, второе преобразование может также проводиться на периоде Т««, т.е. одновременно с формированием раз верт ки. Отличие в выполнении второго преобразования на периоде Т > от выполнения его на периоде Тп««заключается в том,. что за время до окончания очередного те+-кущего цикла развертки Т> не мень -ше, чем Т, с выхода 37 блока управ-. ления 16 снимается импульс с окончания некоторого такта второго вычисления.. По И37 на преобразователь поступает сигнал П17=0 и очередной

И22, который устанавливает триггер

65 в "1". Триггер 65 состоянием "1" производит- прерывание в выполнении второго преобразования и осуществляет в преобразователе первое преобразование по полным кодам т.е. по коду и. коду г (q+1) 64 2 . к моменту окончания q-го цикла Ту развертки. В момент окончания q-го цикла Т> развертки множительный блок 11

18

873239

Формул а и з о брЕт ения

50 образователя, первый и второй знаковые выходы генератора сннусно-косинусных функций соединены со знаковыми входами соответственно первого и второго регистров развертки, суммирующие входы которых соединены с числоимпульсными входами соответственно первого и второго множительных блоков, синхрониэирующий выход второго множительного блока является выходом преобразователя, выходы второго датчика полярных координат соединены с первыми группами входов второго и третьего коммутаторов, вторые группы генерирует И26, по которому блок управления 16 переводит преобразователь на формирование (q+1)-го цикла развертки, т.е. генерирует И32 и

И36. В блоке управления 16 по каждому И32, если триггер 65 находится в

"1"., триггер 66 устанавливается в

"1". Триггеры 66 и 67 состояниями

"1" разрешают прохождение на счетный вход триггера 65.очередного импульса И63, который во времени может как сов„дать, так и не сов„„ать 1Î с И26. После окончания импульса на счетном входе триггера 65, триггер

65 переключается в "0" и разрешает продолжение выполнения второго преобразования. 15

В зависимости от соотношения между Т и Т между прерываниями происходит выполнение не менее трех тактов второго преобразования 17, после чего по соответствукщему Й37 произ- Щ водится очередное прерывание второго преобразования для выполнения, перехода по И26 к следующему циклу

Ту формирования развертки и т.д.

При применении предлагаемы способ э5 реализуется преимущЕственно для n=10.

Поэтому произведем для n-=10 сравнение быстродействия заявляемого преобразователя с известным получаем

Т их п от сии, - у) (20) пх мю

TRпРот /Т4 64 (21) Т2пРот /Т2 -64- (22).

Следовательно, сравниваемые объекты имеют одинаковое быстродействие при формировании развертки 20, а при преобразованиях по полным кодам координат заявляемый преобразователь имеет примерно в 64 раза более высокое 4О быстродействие, чем известный. При реализации сравниваемых объектов для

n=10, например на базе цифровых микросхем серии 133, объем оборудования предлагаемого преобразователя 45 примерно в 1,5 раза больше, чем объем оборудования известного.

1. Цифровой преобразователь .координат,-содержащий первый и второй датчики полярных координат, первый коммутатор, генератор синусно-косинусных функций,