Преобразователь угла поворота вала в код

 

(19I ПВ

CQO3 СОВЕТСКИХ ФИ

РЕСПУБЛИК

35р С 08 С 9/00

Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ (61 ) 942089 (21) 3352787/18-24 (22) 17.11.81 (46) 15.07.83. Бюл. 9 26 (72) В.Д. Фатеев и А.Л.. Есин (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 942089, кл. 6 08 С 9/00, 1982 ,(прототип ).. ! (54 )(57 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВО+"

РОТА ВАЛА В КОД,,по авт. ев. 9 942089, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок преобразования напряжения в код и блох согласования отсчетов, первый вход которого подключен к выходу счет чика числа измерений, второй " квыходу реверсивного счетчика, а третий - к выходу блока преобразова». ния .напряхения в код, вход которого подкюночен к выходу интегратора.

1029199

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. 5

По основному авт. св. М 942089. известен преобразователь угла поворота. вала в код,содержащий блок преобразова-: ния угла поворота в последовательность временных интервалов, первый и вто- 0 рой триггеры, единичные выходы которых соединены с источником команды "Пуск", единичный выход первого триггера подключен к одним входам первого и второго элементов И )5 выходы которых подключены к единичным входам третьего и четвертого триггеров соответственно, единичный выход третьего триггера подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, единичный выход четвертого триггера подключен к второму входу четвертого и первому входу пятого элементов И, нулевые выходы третьего и четвертого триггеров подключены к вторым входам третьего и пятого элементов И, третьи выходы которых подключены к выходу генератора импульсов, выход четвертого элемента И подключен к нулевым входам второго, третьего и четвертого триггеров и через счетчик к нулевому входу пер. вого триггера, выходы разрядов реверсивного счетчика через дешифратор подключены к одному входу 35 шестого элемента И, другой вход которого соединен с единичным входом второго триггера, а выход подключен к нулевым входам третьего и четвертого триггеров и реверсивно- 4g го счетчика, выходы блока преобразования угла поворота в последовательность временных интервалов подключены к единичным входам пятого и шестого триггеров и к первым входам одного и другого блоков синхронизации соответственно, вторые и третьи входы блоков синхронизации соединены непосредственно и через инвертор с выходом генератора импульсов, а выходы блоков синхронизации подключены к другим входам первого и второго элементов И соответственно, единичный выход пятого .триггера подключен к седьмрму элементу И, другой вход кото- 55

p6ro соединен с нулевым выходом третьего триггера, а выход через первый элемент ИЛЙ подключен к прямому входу интегратора, единичный выход шестого триггера подклю- ц) чен к восьмому элементу И, другой вход которого. соединен с нулевым выходом четвертого триггера, а выход через второй элемент ИЛЙ подключен к инверсному входу интегратора, опорный вход которого .соединен с источником эталонного напряжения, а выход подключен к входам компараторов, выходы компараторов подключены к единичным входам седьмого и восьмого триггеров, единичные выходы которых подключены к одним входам соответственно девятого и десятого элементов И, выход девятого элемента И через второй элемент ИЛИ подключен к инверсному входу интегратора, а выход десятого элемента И через первый элемент ИЛИ подключен к прямому входу интегратора, выходы третьего и девятого элементов И через третий элемент ИЛИ подключены к входу сложения реверсивного счетчика, выходы пятого и десятого элементов

И через четвертый элемент ИЛИ под- ключены к входу вычитания реверсивного счетчика, выход генератора

Импульсов подключен к третьему входу четвертого элемента И, выход которого подключен к нулевым входам Пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров, выход шестого элемента И подключен к нулевым входам пятого и шестого триггеров и к нулевому входу интегратора, нулевой выход первого триггера подключен к нулевым входам пятого и шестого триггеров и к нулевому входу интегратора, а единичные выходы третьего и четвертого триггеров подключены к другим входам девятого и десятого элементов И (1 ).

Недостатком известного преобразователя является малая разрешающая способность, а следовательно и точность.

Цель изобретения — повышение точности .преобразователя. .Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены блок преобразования постоянного напряжения в,код и блок согласования отсчетов, первый вход которого подклю чен к выходу счетчика числа измерений, второй - к выходу реверсив ного счетчика, а третий — к выходу блока преобразования напряжения в код, вход которого подключен к выходу интегратора.

На чертеже представлена блок« схема преобразователя, Преобразователь содержит блок 1 преобразования угла поворота в последовательность временных интервалов

1 выходы которого подключены к блокам 2 н 3 синхронизации, генератор 4 импульсов, выход которого непосредственно и через инвертор

5 подключен к другим. входам блоков

2 и 3. Единичные входы первого и второго триггеров б и 7 соединены с источником 8 команды "Пуск". Еди1029199 ничный выход триггера 6 подключен к одним входам первого и второго элементов И 9 и 10, другие входы которых соединены с выходами блоков

2 и 3, а выходы подключены к единичным входам третьего и четвертого триггеров 11 и 12. единичный вы" ход триггера 11 подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И 13 и 14, единичный выход триггера 12 подключен к второму входу элемента 14 и к первому входу пятого элемента И 15. Выходы разрядов реверсивного счетчика

16 через дешифратор 17 подключены к одному входу шестого элемента И 18, другой вход которого соединен с единичным выходом триггера 7. Выходы блока 1 подключены к единичным входам пятого и шестого триггеров 19 н 20, единичные выходы ко-торых подключены к одним входам седьмого и восьмого элементов И

21 и 22. Нулевой выход триггера 11 подключен к второму; входу элемента 15 и к другому входу элемента

21, выход которого через первый элемент ИЛИ 23 подключен к прямому входу интегратора 24. Нулевой выход триггера 12 подключен. к прямому входу интегратора. 24. Нулевой выход триггера,12 подключен к второму входу элемента 13 и к другому входу элемента.,22, выход котброго через второй элемент ИЛИ 25 подключен к инверсному входу интегратора 24.

Опорный вход интегратора 24 соединен с источником 26 эталонного напряжения, а выход интегратора 24 подключен к компараторам 27 и 28, выходы. которых подключены к еди-. ничным входам седьмого и восьмого

"триггеров 29 н 30.

Единичные выходы триггеров 29 и 30 подключены к одним входам девятого и десятого элементов И 31 и 32. Выход элемента.31 через эле- . мент 25 подключен к инверсному вхо:ду интегратора 24, а выход элемента 32 через элемент 23 подключен к прямому входу интегратора 24. Выход генератора 4 подключен к третьим входам элементов 13 — 15. Выходы элементов 13 и 31 через третий элемент ИЛИ 33 подключены К входу сложения реверсивного счетчика 16,. а выходы элементов 15 и 32 через четвертый эламент ИЛИ 34 подключены к входу вычитания реверсивного счетчика 16. Выход элемейта

14 подключен к нулевьв входам триггеров 7, 11, 12, 19, 20, 29 и 30, а.через счетчик 35 - к нулевому .входу триггера 6. Выход элемента

18 подключен к нулевому входу интегратора 24 и к нулевым входам триггеров 11, 12, 19 и 20. Нулевой вы- . ход триггера 6 подключен к нулевым входам триггеров 19 и 20 и к нулевому входу интегратора 24, а единичные выходы триггеров 11 и 12 подключены н другим входам элементов 31 и 32.

5 Вход блока 36 преобразования постоянного напряжения в цифровой код подключен к выходу интегратора

24, входы блока 37 согласования отсчетов подключены к выходам счетщ -чика 35, реверсивйого счетчика 16 и блока 36 преобразования напряжения в код.

Преобразователь работает следующим образом.

На выходах блока 1 формируется периодическая последовательность временных интервалов, пропорциональных измеряемому углу поворота, и ограниченная старт- и стоп-импульсами. На выходе генератора 4 форЮ мируется последовательность тактрвых импульсов высокой частоты со скважностью 2. С выходов генератора 4 и.инвертора 5 на синхронизнру-ющие входы блоков 2 и 3 поступают

25 две последовательности тактовых импульсов. На выходе блока 2 формируются старт-имйульсы синхронно с тактовыми импульсами инвертора .5, а на выходе, блока 3 — стоп импуль3Q сы синхронно с тактовыми импульса-. ми этого же инвертора 5.

По сигналу "Пуск" с источника 8 снимается сигнал установки "0" с . триггеров 19 и 20 и интегратора 24 и производится установка триггеров

6 и 7 в состояние "1", открываются элементы 9 н 10, пропуская синхронизированные старт- и стоп-иМпульсы на единичные входы триггерой 11 н 12- соответственно. Если первым

О 1после сигнала "Пуск" приходит старт импульс; то открывается элемент 13„. .пропуская импульсы генератора 4 на вход сложения реверсивного счетчй-. ка 16 до момента поступления стоп45 импульса, который, прризводя уста- . новку триггера 12 в состояние "1" закрывает элемент 13 и открывает элемент 14. Задний фронт выходного сигнала элемевта 14, отстоящий от переднего фронта стоп-импульса на один период сигнала генератора 4, устанавливает триггеры 11 и 12 в состояние "0". Прн этом содержимое счетчика 35 числа измерений в

55 цикле увеличивается на "1".

: На выходе элемента 21 формируется временной интервал между передним .фронтом старт-импульса с блока 1 и передним фронтом Засийхрони- q зированного старт-импульса с выхода ец элемента 9. В течение этого временного интервала интегратор 24 производит интегрирование опорного напряжения с источника 26 с положительным знаком. На выходе элеЯ мента 22- формируется временной ин1029199

ВНИИПИ Заказ 4984/48 Тираж 618 Подписное

Филиал ППП "Патент",.г.ужгород, ул.Проектная,4

\ терзал между передним фронтом стоп, импульса с блока 1 и передним фрон том засинхронизированного стопимпульса с выхода элемента 10. В течение этого временного интервала интегратор 24 производит интегрирование опорного напряжения с отрицательным знаком.

Если первым приходит стоп-импульс, то открывается элемент 15, и импульсы генератора 4 поступают 10 на вход вычитания реверсивного счетчика 16 до момента поступления старт-импульса. При этом содержимое счетчика 35 также увеличивается на "1". Интегратор 24 производит, также как и в предыдущем случае, интегрирование опорного напряжения между передними фронтами стоп-импульсов с выходов блока 1 и элемента 10 с отрицательным знаком, а между передними фронтами старт-импульсов с выхода блока 1 элемента .9 с положительным знаком.

С приходом следующих старт- и стоп-импульсбв к содержимому реФ версивного счетчика 16 добавляется очередная пачка импульсов с выходов элементов 13 или 15, к содержимому счетчика 35 добавляется единица, а на выходе интегратора 24 изменяется напряжение с учетом сум- ф) марной погрешности измерения концов временных интервалов. Как только выходное напряжение интегратора

24 превысит эталонный уровень (напри.мер, равный кванту ), то срабатыва- 35 ет один из компараторов 27 или 28 в зависимости от знака выходного напряжения. СОответствующий триггер 29 или 30 устанавливается всостояние 1 и открывает элемент 40

31 или 32.

Триггеры 11 и 12 одновременно находятся в состоянии "1" в течение периI ода следования импульсов генератора 4. Если выходное напряжение интегратора 24 превысило положительный эталонный уровень, То импульс с элемента 31, равный по длительности, периоду следования импульсов генератора 4, поступает на инверсный вход интегратора 24 и на вход 50 сложения реверсивного счетчика 16.

Интегратор 24 производит интегрирование опорного напряжений с отрица тельным знаком в течение периода следования импульсов генератора 4.

Аналогичным образом работает преобразователь при превышении выходным напряжением интегратора 24 эталонного отрицательного уровня. При этом импульс коррекции поступает на вход вйчитания реверсивного счетчика 16. Задним фронтом выходного сигнала элемента 14 триггеры 29 и

30 устанавливаются в "0". Так продолжается до переполнения счетчика 35.

Выходным сигналом счетчика 35 через блок согласования отсчетов

37 опрашиваются состояния реверсивного счетчика 16 и блока 36 преобразования напряжения в код, после чего триггеры 6, 19, 20 и интегратор 24 устанавливаются в "0", элементы 9 и 10 закрываются, цикл измерения заканчивается.

Выходы разрядов реверсивного счетчика 16 подключены к дешифратору 17, на выходе которого формируется сигнал, когда содержимое ре-. версивного счетчика 16 превышает половину полного значения фазы одного измерения в цикле. Этот сигнал необходим для анализа длительности временного интервала в начале цик" ла измерений. Если первый времеиной интервал превышает половину полного значения фазы, то выходной сигнал элемента 18 производит установку триггеров 11, 12, 19, 20 и интегра-: тора 24 в состояние "0", а содержимое счетчика 35 не изменяется.. При этом следующий временной интервал будет Меньше половины полного значения фаэы, и Преобразователь нач-нет цикл измерения. Первый входной импульс счетчика 35 производит установку триггера 7 в состояние "0", закрывая элемент 18.

В процессе преобразования выходное напряжение интегратора 24

Преобразуется бЛоком 36 в код, который поступает на одни входы блока 37 согласования отсчетов (точный отсчет). Код грубого отсчета поступает йа другие входы блока 37 с выхода реверсивного счетчика 16.

В конце цикла преобразования импульс переполнения счетчика 35 поступает В блок 37 в качестве стробирующего импульса и производит согласование грубого и Точного отсчетов..

Разрешающая способность, а следовательно и точность такого преобразователя повышается за счет введения точного Отсчета,, выполненногь на блоке 36 и формирующего код внутри кванта грубого отсчета. с