Преобразователь сигналов синусно-косинусного датчика угла в код

Авторы патента:

G08C9 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ СИНУСНО-КОСИНУСИОГО ДАТЧИКА УГЛА В КОД, содержащий парафазные усилители , выходы которых подключены к входам ключей, выходы первого, второго , третьего и четвертого ключей объединены и подключены к первому входу блока сравнения, выходы пятого , шестого, седьмого и восьмого ключей Объединены и через блок преобразования кода в напряжение подключены к второму входу блока сравнения , первый регистр, выходы которого подключены к управляющим входам ключей, выход блока сравнения подключен к одному входу второго регистра, другой вход которого соединен с выходсм блока фр гарования пачки шшульсов, а выходы разрядов регистра через функциональный преобразователь кода угла в код тангенса подключены к управляющим входам блока преобразования кода в напряжение , отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя , объединенный выход пятого, i (Л шестого, седьмого и восьмого ключей подключен к третьему входу блока сравнения, выход которого и выход блока формирования пачки импульсов подключены к управляющим входам первого регистрам

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧНИИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н AB TOPCNAPIIV СССССТССУСТСУ

ЭсЮ О 03 С9 00

САР

4 в (Р

Сл

Ж (21) 3411576/18-24 (22) 24.03.82 (46) 07.08.83. Бюл. Ю 29 (72) Ю.A.Ñòåïàíîâ и Д.A.×åðíûmåâ (53) 681.325(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

9 355640, кл. G 08 С 9/04,.1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 691909, кл. 0 08 С 9/00, 1977.

3. Патент США 9 3071324, кл. 235-154, опублик. 1963 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ

СИНУСНО-КОСИНУСНОГО ДАТЧИКА УГЛА

В КОД, содержащий парафазные усили. тели, выходы которых подключены к входам ключей, выходы первого, второго, третьего и четвертого ключей объединены и подключены к первому входу блока сравнения, выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей объединены и через блок пре..SuÄÄ 1034059 А образования кода в напряжение подключены к второму входу блока сравнения, первый регистр, выходы кото рого подключены к управляющим входам ключей, выход блока сравнения подключен к одному входу второго регистра, другой вход которого соединен с выходом блока формирования пачки импульсов, а выходы разрядов регистра через функциональный преобразователь кода угла в код тангенса подключены к управляющим входам блока преобразования кода в напряжение, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, объединенный выход пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей .подключен к третьему входу блока сравнения, выход которого и выход блока формирования пачки импульсов подключены к управляющим входам первого регистра.

1034059

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

Известен преобразователь сигналов синусно-косинусных трансформаторных датчиков в код, содержащий парафаэные усилители, выходы которых соединены с одними входами коммутатора октантов, другие входы коммутатора октантов подключены к выходам регистра октантов и блоку управления, выход преобразователя код-напряжение соединен с первым входом сравнивающего блока, второй вход которого соединен с выходом второго суммирующего усилителя, выход сравнивающего блока соединен с первыми входами регистра октантов и регистра управления, вторые входы регистра октантов и регистра управления подключены к другому выходу блока управления, блоки масштабных делителей, один из которых соединен с входом первого суммирующего усилителя, а два других - с входами второго суммирующего усилителя, первые входы блоков, масштабных делителей подключены к выходам коммутатора октантов, а вторые к одному иэ выходов регистра управления, другой выход регистра правления соединен с первым входом преобразователя код-напряжение, второй вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя (1).

Недостатком преобразователя является его сложность.

Известен также преобразователь, содержащий умножители, подключенные к сумматору, выход которого через блоки преобразования напряжения в частоту следования импульсов подключен к реверсивному счетчику, выходы разрядов реверсивного счетчика через функциональные преобразователи кода в коды синуса и косинуса подключены к входам умножите лей 2 .

Недостатком такого преобразователя является сложность выполнения функциональных преобразователей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь сигналов синуснокосинусного датчика угла в код, содержащий парафазные усилители, выхо» ды которых подключены к входам ключей, выходы первого, второго, третьего и четвертого ключей объединены и подключены к первому входу блока сравнения, выходы. пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей объединены и через блок преобразования кода,в напряжение подключены к второму входу блока сравнения, первый регистр, выходы которого под20

65 ключены к управляющим входам ключей, выход блока сравнения подключен к одному входу второго регистра, другой вход которого соединен с выходом блока формирования пачки импульсов, а выходы разрядов регист-, ра через функциональный преобразователь кода угла в код тангенса угла подключены управлякщим входам блока преобразования кода в напря» жение. Выходы парафазных усилителей подключены через компараторы к формирователю кода октанта, выходы которого подключены к входам первога регистра $3).

Недостатком известного преобразователя является сложность выполне ния блоков формирования кода октанта.

Цель . изобретения - упрощение преобразователя.

Поставленная, цель достигается тем, что в преобразователе сигналов синусно-косинусного датчика угла в код, содержащем парафазные усилители, выходы которых подключены к

I входам ключей, выходы первого, второго, третьего и четвертого ключей объединены и подключены к первому входу блока сравнения, выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей объединены и через блок преобразования кода в напряжение подключены к второму входу блока сравнения, первый регистр, выходы которого подключены к управляющим входам ключей, выход блока сравнения подключен к одному входу второго регистра, другой вход которого соединен с выходом блока формирования пачки импульсов, а выходы разрядов регистра через функциональный преобразователь кода угла в код тангенса угла подключены к управляющим входам блока преобразования кода в напряжение, объединенный выход пято го, шестого, седьмого и восьмого ключей подключен к третьему входу блока сравнения, выход которого и выход блока формирования пачки импульсов подключены к управляющим входам первого регистра.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя совместно с СКду

Преобразователь содержит синусно-косинусный датчик 1 угла в код, выходы которого через парафазные усилители 2 подключены к входам ключей 3-10. Объединенный выход (первого, второго, третьего и четверто.го ключей соответственно)ключей 3, 5,7 и 9 подключен к первому входу блока 11 сравнения, объединенный выход (пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей соответственно) ключей.4, 6, 8 и 10 непосредственно и через блок 12 преобразования кода

1034059 в напряжение подключен к второму и третьему входам блока 11 сравнеНия. Выход блока 11 и выход блока

13 формирования пачки импульсов подключены к управляющим входам первого 14 и второго 15 регистра. 5

Выходы разрядов регистра 14 подключены к управляющим. входам ключей 3-10, а выходы разрядов регистра 15 через функциональный преобразователь кода угла в код тангенса угла подключены к управляющим входам блока 12. Преобразователь работает следующим образом.

Синусно-косинусный датчик 1 угла в код .преобразует угол поворота в .сигналы переменного тока,модулированные по амплитуде s функции синуса и косинуса угла поворота.

Блок 13. формирует серию тактовых импульсов, которые обеспечивают:последовательное включение ключей 3-10 и поразрядное переключение регистров 14 и 15.

В первых трех тактах преобразования определяют октант, в котором расположен кодируемый угол.

Определение октанта происходит следующим образом.

В первом такте включается ключ 3, который подключает синусное напряжение датчика 1 в прямой фазе к 30 . блоку 11. Если при сравнении синусное напряжение имеет прямую фазу, то в регистре 14.в старшем разряде формируется нулевое значение, если обратную, то единичное. 35

Во втором такте включают ключ 9, который подключает косинусное напряжение датчика 1 в прямой фазе к блоку 11, и определяют следующий разряд, который записывается. в ре- 4П гистр 14.

В третьем такте включают такую пару ключей 3-10, которая обе печивает подключение к входам блока 11 модулей синусного H косинусного напряжений. Необходимая нара ключей определяется анализом значений двух старших разрядов в регистре 14.

Результат сравнения:записывается в третий разряд регистра 14.

Таким образом, значения трех старших разрядов составляют код октанта преобразуемого угла.

Последующее преобразование, начиная с четвертого такта, выполняется путем поразрядного,уравновешивания йри последовательном переключении разрядов в регистре 15, начиная со старшего разряда.

В основу работы преОбраэователя положено использование приближенной зависимости sjp g =созd, leg й, (1)

J где d. - преобразуемый угол поворота вала у

N вЂ” - выходной код регистра 15.

Эта зависимость реализуется на участке, соответствующем первому октанту.

Код tg N формируется функциональным преобразователем 16 из выходного кода N регистра 15. Функциональный преобразователь 16 выполнен на основе постоянного запоминающего устройства.

Блок 12 осуществляет операцию умножения косинусного напряжения, приложенного к его аналоговому входу, иа код, .пропорциональный tg И, подаваемий на его цифровые входы с выхода функционаяьного преобразова" теля 16.

В результате поразрядного сравнения в блоке 11 синусного напряжения с напряжением, полученном на выходе блока 12, в регистре 15 формируется код, пропорциональный углу в преде" лах октанта.

Полный код угла образуется из кода регистра 14 (старшие разряды J u кода регистра 15 (младшие разряды)..

Вновь введенные связи.в преобразователе позволили исключить компараторы и логический блок формирования кода октанта, что привело к упрощению преобразователя в целом.

Экономический эффект от испольэо». вания преобразователя определяется его техническим преимуществом.

1034059

Составитель A.Ñìèðíîâ

Редактор A.Êóðàx Техред И.иетелева Корректор A. IIosx

Заказ 5629/53 Тираж 618 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4