×
21.07.2018
218.016.7311

Цифровой преобразователь координат

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может найти применение в специализированных вычислительных устройствах дискретного действия. Технический результат заключается в повышении достоверности результатов. Цифровой преобразователь координат содержит суммирующие и вычитающие счетчики, генератор импульсов, счетчик фазы, шифратор, различитель квадрантов, ключи, блок управления, схему переноса, блоки умножения с их взаимными связями. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может найти применение в специализированных вычислительных устройствах дискретного действия и электроизмерительных приборах для вычисления по известным ортогональным проекциям измерительной величины ее амплитуды и фазы и наоборот.

Известные устройства аналогичного назначения содержат генератор импульсов, счетчики импульсов, счетчик фазы с шифратором и различителем квадрантов, блок управления, ключи и схему переноса.

Но они не выполняют некоторые операции. Например, по амплитуде и фазе найти ортогональные проекции.

Наиболее близким к заявляемому является цифровой преобразователь координат [а.с. СССЗ №453690, 1975 г.], содержащий суммирующие и реверсивный счетчики, генератор импульсов, счетчик фазы, соединенный с шифратором и различителем квадрантов, ключи, блок управления и схему переноса. Кроме того, содержит блоки умножения, один из входов которых соединены с шифратором, другие через первый ключ с генератором импульсов и через реверсивный счетчик со схемой переноса, который подключен к суммирующим счетчикам, а выходы блоков умножения соединены с одними из входов второго и третьего ключей, подключенных к суммирующим счетчикам и блоку управления, соединенному с реверсивным счетчиком, схемой переноса, счетчиком фазы и первым ключом и компаратор, входы которого соединены с одними из выходов второго и третьего ключей, а выход - с блоком управления.

Его недостатком является низкая достоверность результатов.

Задача изобретения - совершенствование преобразования координат.

Технический результат - обеспечение полной достоверности результатов за счет оптимальных связей между блоками преобразователя.

Технический результат в цифровом преобразователе координат, содержащем суммирующие и реверсивный счетчики, генератор импульсов, счетчик фазы, соединенный с шифратором и различителем квадрантов, ключи, блок управления, схему переноса, кроме того содержащий блоки умножения, один из входов которых соединен с шифратором, другие через первый ключ с генератором импульсов и через реверсивный счетчик со схемой переноса, подключенной к суммирующим счетчикам, а выходы блоков умножения соединены с одними из входов второго и третьего ключей, подключенных к суммирующим счетчикам и блоку управления, соединенному с реверсивным счетчиком, схемой переноса, счетчиком фазы и первым ключом, и компаратор, входы которого соединены с одним из выходов второго и третьего ключей, а выход - с блоком управления, достигается за счет разделения каналов (линий) управления вторым и третьим ключами со стороны блока управления, а также за счет изменения направления хода сигналов между первым ключом, блоком умножения и реверсивным счетчиком и между цифровым компаратором и блоком управления на противоположное.

Это является новым техническим решением, поскольку результаты проведенного заявителем анализа аналогов и прототипа не позволили выявить признаки, тождественные всем существенным признакам данного изобретения.

Предложенный цифровой преобразователь координат промышленно применим, поскольку его техническая реализация возможна с использованием типовых элементов микроэлектронной техники (интегральных логических схем).

В устройстве реализуется следующий способ преобразования координат.

Пусть X и Y - проекции вектора в прямоугольной системе координат, то есть

где ϕ - угол между вектором и осью X, отсчитываемый против часовой стрелки, Z - модуль вектора .

Запишем произведения

Рассмотрим сумму модулей X' и Y':

Если выбрать

Таким образом, при β=ϕ сумма модулей |Х'| и |Y'| максимальна и равна модулю Z.

Следовательно, суть вычисления модуля Z и фазы ϕ вектора по известным значениям ортогональных составляющих X и Y сводится к выполнению операций согласно выражениям (3), (4), (5) до обеспечения условий (6) и (7).

Если заданы модуль Z и фаза ϕ вектора и необходимо решить обратную задачу - вычислить прямоугольные координаты X и Y, то в этом случае вычислителем реализуются соотношения (1) и (2).

Структурная схема предлагаемого цифрового преобразователя координат приведена на чертеже.

В состав преобразователя входят суммирующие счетчики 1, 2 кодов Nx и Ny, (проекций X, Y), схема переноса 3, реверсивный счетчик 4, блок управления 5, первый ключ 6, генератор импульсов 7, блоки умножения 8, 9, шифратор 10 дискретных значений функций sinβ и cos β, реверсивный счетчик фазы 11, ключи второй 12 и третий 13, цифровой компаратор 14 и различитель квадрантов 15.

Суммирующие счетчики 1, 2 служат для записи соответственно кодов Nx, Ny ортогональных проекций X, Y вектора Z. Эти счетчики поразрядно посредством схемы переноса 3 соединены с реверсивным счетчиком 4. Схема переноса 3 соединена с блоком управления 5, формирующим тактовые импульсы и потенциальные сигналы, синхронизирующие работу устройства.

Генератор импульсов 7 через первый ключ 6 соединен с импульсными входами обоих блоков умножения 8, 9. Потенциальные входы блоков умножения подключены к шифратору дискретных значений 10, реверсивному счетчику фазы 11, счетный вход которого соединен с блоком управления 5. Выходы блоков умножения 8, 9 через второй 12 и третий 13 ключи, соответственно, подключены, с одной стороны к счетным входам суммирующих счетчиков 1, 2 и, с другой стороны, к входу цифрового компаратора 14.

Режим работы цифрового компаратора 14 и ключей 6, 12, 13 задаются тремя управляющими сигналами блока управления 5. В свою очередь, в блок управления 5 поступают сигналы с выходов реверсивного счетчика 4 и цифрового компаратора 14.

Реверсивный счетчик фазы 11 соединен с различителем квадрантов 15.

Возможны два режима работы вычислителя:

1) режим вычисления модуля Z и фазы ϕ по известным значениям проекций X, Y;

2) режим вычисления проекций X, Y по известным значениям модуля Z и фазы ϕ;

Рассмотрим первый режим работы вычислителя.

В исходном состоянии вычислителя в суммирующие счетчики 1 и 2 записаны коды Nx и Ny проекций X, Y, соответственно.

По сигналам блока управления 5 код Nx из счетчика 1 через схему переноса 3 записывается в реверсивный счетчик 4 на вычитание и открываются первый 6 и второй 12 ключи. Через первый ключ 6 импульсы с генератора 7 поступают на блоки умножения 8, 9 и в реверсивный счетчик 4 на суммирование. На другие входы блоков умножения 8, 9 с шифратора 10 дискретных значений, управляемого реверсивным счетчиком фазы 11, полагаются соответственно cos β0 и sin β0 т.е. Nc0 и Ns0.

С выхода блока умножения 8 импульсы, пропорциональные произведению Nc0⋅Nx, через второй ключ 12 поступают в цифровой компаратор 14. С выхода блока умножения 9 импульсы в цифровой компаратор 14 не проходят, поскольку третий 13 ключ закрыт своим сигналом от блока управления 5. При поступлении на реверсивный счетчик 4 импульсов он переполняется (устанавливается в нулевое состояние) и на его выходе формируется импульс, поступающий на блок управления 5. С выхода блока умножения 8 в цифровой компаратор 14 поступит K⋅Nco⋅Nx импульсов, где K - коэффициент пропорциональности.

Блок управления 5 формирует управляющие сигналы, которыми показания суммирующего счетчика 2 (код Ny) через схему переноса 3 записываются в счетчик 4, первый 6 и второй 12 ключи закрываются, а третий 13 ключ открывается каждый своим сигналом от блока управления 5.

С некоторой задержкой, необходимой для завершения переходных процессов в устройстве, первый ключ 6 открывается, и импульсы с генератора 7 поступают на блоки умножения 8, 9. С этого момента в цифровой компаратор 14 поступают импульсы с выхода блока умножения 9 через открытый третий 13 ключ. При возвращении реверсивного счетчика 4 в нулевое состояние на его выходе формируется импульс, поступающий в блок управления 5. К этому моменту с выхода блока умножения 9 в цифровой компаратор 14 поступит K⋅Nco⋅Nx импульсов, которые суммируются с предыдущим количеством импульсов. В результате в цифровом компараторе 14 будет записано число импульсов

No=K(Nc0Nx+Ns0Ny).

С некоторой задержкой открывается первый 6 ключ и описанные выше процессы в устройстве повторяются с тем отличием, что от шифратора 10 на входы блоков умножения 8, 9 подаются коды Ncl и Nsl косинуса и синуса угла β1=(β0+Δβ1), а с выходов блоков умножения 8, 9 в цифровой компаратор 14 поступают пакеты импульсов K⋅Ncl⋅Nx и K⋅Nsl⋅Ny. Суммарное количество импульсов, поступившее в цифровой компаратор 14, будет равно:

N1=K(Nc1⋅Nx+Nsl⋅Ny).

В цифровом компараторе 14 коды N0 и N1 сравниваются и в зависимости от их отношения изменяются показатели реверсивного счетчика фазы 11. Если N0<N1, то код реверсивного счетчика фазы 11 увеличится до угла β2 так, что Δβ2>Δβ1. Если же N0>N1, то код реверсивного счетчика фазы 11 уменьшается до , так что Δβ2<Δβ1. В дальнейшем работа схемы повторяется циклически до -го цикла, когда При этом код реверсивного счетчика фазы 11 соответствует углу , при котором выполняется условие (7), то есть

Очевидно, когда N2 пропорционален модулю Z, а код записанный в реверсивном счетчике фазы 11, пропорционален ϕ.

Закон изменения Δβi (приращений угла β0) определяется принятым алгоритмом уравновешивания. Наиболее просто реализуется алгоритм, при котором Δβi изменяется единичными ступенями, определяемыми погрешностью дискретности Δβ1 вычисления фазы ϕ.

Различитель квадрантов 15 определяет квадрант, в котором находится вектор , и, исходя из этого, управляет работой реверсивного счетчика фазы 11.

Рассмотрим принцип действия вычислителя во втором режиме. В исходном состоянии коды модуля Nz и фазы Nϕ записываются в реверсивный счетчик 4 и реверсивный счетчик фазы 11, соответственно, ключи 6, 12, 13 закрыты каждый своим сигналом от блока управления 5, суммирующие счетчики 1, 2 находятся в нулевом состоянии.

В зависимости от величины Nϕ с реверсивного счетчика фазы 11 в различитель квадрантов 15 выдается сигнал, по которому определяются знаки проекций X, Y.

По сигналу блока управления 5 открываются все электронные ключи 6, 12, 13, причем два ключа 12, 13 устанавливаются в состояние, при котором к выходам блоков умножения 8, 9 подключаются соответственно суммирующие счетчики 1,2. Через открытый ключ 6 импульсы с генератора импульсов 7 поступают одновременно на блоки умножения 8, 9 и в суммирующий счетчик 4 на списывание его показаний. С выхода блоков умножения импульсы через два открытых ключа 12, 13 поступают на счетчики 1, 2, соответственно.

Когда с суммирующего счетчика 4 будет списано полностью количество импульсов Nz, импульс переполнения с его выхода поступит на блок управления 5, который закроет ключи 6, 12, 13. На этом процесс вычисления заканчивается. Очевидно количество импульсов Nx и Ny, поступившее в суммирующие счетчики 1, 2 будет пропорционально проекциям X и N, соответственно.

Введение оптимальных связей между отдельными блоками преобразователя обеспечило полную достоверность результатов его функционирования.

Благодаря разделению каналов управления вторым 12 и третьим 13 ключами со стороны блока управления 5, а также благодаря изменению направления хода сигналов между первым 6 ключом, и блоками умножения 8, 9 и реверсивного счетчика 4 и также между цифровым компаратором 14 и блоком управления 5 - на противоположное была обеспечена полная достоверность результатов его функционирования по сравнению с прототипом.

Цифровой преобразователь координат, содержащий суммирующие и реверсивный счетчики, генератор импульсов, счетчик фазы, соединенный с шифратором и различителем квадрантов, ключи, блок управления, схему переноса, кроме того, содержащий блоки умножения, один из входов которых соединен с шифратором, другие через первый ключ с генератором импульсов и через реверсивный счетчик со схемой переноса, подключенной к суммирующим счетчикам, а выходы блоков умножения соединены с одними из входов второго и третьего ключей, подключенных к суммирующим счетчикам и блоку управления, соединенному с реверсивным счетчиком, схемой переноса, счетчиком фазы и первым ключом, и компаратор, входы которого соединены с одним из выходов второго и третьего ключей, а выход - с блоком управления, отличающийся тем, что разделяют каналы управления вторым и третьим ключами со стороны блока управления, а также осуществляют ход сигналов между первым ключом, блоками умножения и реверсивного счетчика и между цифровым компаратором и блоком управления в противоположном направлении.
Цифровой преобразователь координат
Цифровой преобразователь координат
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 471.
20.08.2016
№216.015.4cc4

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы включает закрепление на объективном конце зрительной трубы исследуемого прибора отражающего зеркала под углом 45° к визирной оси, размещение на продолжении горизонтальной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594950
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d29

Вафельное изделие функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Вафельное изделие функционального назначения, включающее мучную смесь, желтки, бикарбонат натрия, фосфатиды, соль и воду. В качестве мучной смеси содержит пшеничную муку и банановую, взятые в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595435
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d41

Устройство для вычисления функции arctg(y/x)

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в специализированных ЭВМ, использующих двоичную систему счисления с целочисленным форматом представления исходных данных. Техническим результатом является обеспечение возможности вычисления аргумента комплексных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595486
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d5c

Способ производства хлебобулочных изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных изделий, предназначенных для функционального питания. Предложен способ производства хлебобулочных изделий, включающий получение жидкой диспергированной фазы, которая представляет собой полуфабрикат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595186
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d5d

Способ производства кексов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства кексов, включающий подготовку сырья к производству, приготовление теста, формование тестовых заготовок, их выпечку и охлаждение, причем при приготовлении теста дополнительно вносят муку из корневищ сусака зонтичного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595432
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d60

Способ приготовления хлеба из ржаной или из смеси ржаной и пшеничной муки

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлеба повышенной пищевой и биологической ценности, предназначенного для профилактического и лечебного питания. Предложен способ приготовления хлеба из ржаной или из смеси ржаной и пшеничной муки, включающий получение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595508
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d61

Состав теста для производства кексов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен состав теста для производства кексов, включающий пшеничную хлебопекарную муку высшего сорта, сахарный песок, сливочное масло, меланж, аммоний углекислый и рафинадную пудру, который дополнительно содержит муку из корневищ сусака...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595434
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d98

Кондитерская смесь для производства персипана

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству кондитерских изделий. Предложена кондитерская смесь для производства персипана, включающая размолотые ядра косточек, сахар-песок, патоку, наполнитель, какао-порошок в виде вкусового компонента, при этом она дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595452
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4de7

Начинка маковая для кондитерских изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве состава для приготовления начинки при производстве мучных кондитерских изделий. Начинка маковая включает мак, сахар-песок, мед натуральный, протертые вяленые финики и плоды физалиса ягодного, высушенные путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595502
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4ded

Способ производства фитнес-батончиков

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к кондитерской, а именно к способу производства фитнес-батончиков. Подготавливают и дозируют сырье. Сироп-связку готовят путем смешивания инвертного сиропа на основе раствора сахара-песка с лимонной кислотой и основного сиропа....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595455
Дата охранного документа: 27.08.2016
Показаны записи 1-10 из 27.
20.04.2014
№216.012.bb4f

Цифровой интерполятор

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано в станках с программным управлением и в автоматизированных системах научных исследований. Техническим результатом является возможность цифровой интерполяции логарифмической кривой. Цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513679
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb53

Цифровой функциональный преобразователь

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано для первичной обработки данных в автоматизированных системах научных исследований. Технический результат заключается в реализации логарифмической зависимости при цифровом преобразовании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513683
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.02.2015
№216.013.2610

Устройство для вычисления элементарных функций

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах и автоматизированных системах научных исследований, в частности, при вычислении функции вида (y/x). Техническим результатом является повышение быстродействия устройства. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541197
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.09.2015
№216.013.7866

Устройство для вычисления модуля комплексного числа

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства при вычислении модуля комплексного числа при уменьшении аппаратурных затрат и при неснижении точности вычисления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562411
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.10.2015
№216.013.8285

Арифметическое устройство

Изобретение относится к вычислительной технике, для выполнения арифметических операций, вычисления ряда алгебраических и тригонометрических функций, решения задач по преобразованию координат. Технический результат заключается в обеспечении возможности вычисления алгебраических функций типа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565010
Дата охранного документа: 10.10.2015
27.08.2016
№216.015.4d41

Устройство для вычисления функции arctg(y/x)

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в специализированных ЭВМ, использующих двоичную систему счисления с целочисленным форматом представления исходных данных. Техническим результатом является обеспечение возможности вычисления аргумента комплексных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595486
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4fee

Устройство для вычисления функций

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и применяется для аппаратного вычисления функций в специализированных цифровых машинах и устройствах. Технический результат заключается в обеспечении возможности вычисления дробно-рациональных функций. Технический результат достигается за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595906
Дата охранного документа: 27.08.2016
13.01.2017
№217.015.883a

Устройство для вычисления функций

Изобретение относится к устройству для вычисления функций. Технический результат заключается в повышении достоверности информации. Устройство содержит схему управления, блок сдвига, компаратор, сумматор, счетчик искомого угла, блок умножителей, генератор импульсов, цифровой функциональный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602674
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.b7d6

Устройство для вычисления тригонометрических функций

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности, к специализированным вычислителям. Технический результат заключается в снятии ограничений на аргумент вычисляемых функций в диапазоне от 0 до +∞. Технический результат достигается за счет устройства для вычисления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614931
Дата охранного документа: 30.03.2017
25.08.2017
№217.015.b7e2

Устройство для логарифмирования двоичных чисел

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления значений логарифмической функции от двоичного аргумента. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения результата логарифмирования двоичных чисел с меньшими погрешностями и повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614932
Дата охранного документа: 30.03.2017
+ добавить свой РИД