Способ преобразования угла поворота вала в широтно- импульсный модулированный сигнал и устройство для его осуществления

Авторы патента:

G08C9/04 - 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;

1.Способ преобразования угла бала в широтно-импульсный модулированный сигнал основанный на прео(аэовании угла в электрические сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота , определении одного из 1C-участков , которому соответствует текущее значение угла поворота, путем сравнения синусоидального сигнала переменного тока и юдyлIфoвaнныx сигналов по амплитуде и фазе, выделении на каждом участке напряжения, изменяющегося от нуля по синусоидальному закЪну, его клпрямлении, сравненении синусоидального сигнала переменного тока с нулевым напряжением и выпрямленным напряжением, формировании по моментам сравнения импульсов первого широтно-импульсного модулированного сигнала с периодом Jf равным периоду синусоидального сигнала переменного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона однозначного i гфеобразования угла, формируют опорные гаиротно-импульсные модулирован (Л ные сигналы с периодом Т и длитель|-и о, i,...V-i) ностью импульсов f выбирают один из опорных широтноимпульсных модулированных сигналов в зависимости от участка, которому соответствует текущее значение угла поворота., и суммируют егО спервым СО 4 широтно-импульсным модулированным сигналом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Зса 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ ч1Я:.- Ч:, ;

ОПИСАНИЕ HSOBPETEHNtt i..;;,,", I: :: Ы

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3319117/18-24 (22) 04,09 ° 81 (46) 07.08.83.Бюл. 9 29(72) В.Б. Ибрагимов (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения

Научного центра "Геофизика". AH Азербайджанской CCP (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 428427, кл, G 08 С 9/04, 1972.

2. Патент Великобритании

9 1329968, кл. G 4 Н, опублик. 1973 (прототип). (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ

МОДУЛИРОВАННЫЙ СИГНАЛ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1.Способ преобразования угла поворота вала в широтно-импульсный модулированный сигнал, основанный на преобразовании угла поворота в. электрические сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции синуса и. косинуса угла поворота, определении одного из K -участков, которому соответствует текущее значение угла поворота, путем сравне.,SU„„1034 А ния синусоидального сигнала переменного тока и модулированных сигналов по амплитуде и фазе, выделении на каждом участке напряжения. изменяющегося от нуля по синусондальному закону, его выпрямлении, сравненении синусоидального сигнала йеременного тока с нулевым напряжением и выпрямленным напряжением, формировании по моментам сравнения импульсов первого широтно-импульсного модулированного сигнала с периодом равным периоду синусоидального сигнала переменного тока, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона одйозначного преобразования угла, формируют опор- у

И ные широтно-импульсные модулированные сигналы с периодом Т и длитель. / ностью импульсов - -(,1= О, 1,... К -1)

1 выбирают один из опорных широтноимпульсных модулированных сигналов в зависимости от участка, которому соответствует текущее значение угла поворота., и суммируют его с первым („ ) широтно-импульсным модулированным © сигналом.

4 ь

1034060

2. Устройство для осуществления способа по и ° 1, содержащее синуснокосинусный вращающийся трансформатор вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпрямитель к одному входу элемента сравнения, источник синусоидального сигнала переменного тока подключен к другим входам элемента сравнения и блока определения квадранта, выход KQTopo

Изобретение относится к автоматике и вычислитнльной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с объектом управления. 5

Известны способы преобразования угла поворота в широтно-импульсный модулированный ШИМ ) сигнал, основанные на преобразовании угла пово-, рота в многофазные электрические сигналы переменного тока, модулированные в функции синуса угла поворота, выпрямлении этих сигналов, определении одного из К -участков, которому соответствует текущее значение угла поворота, выделении иэ выпрямленных сигналов напряжения, изменяющегося от нуля по синусоидальному закону, сравнении синусоидального сигнала переменного тока с нулевым напряжением и напряжением,. выделенным из выпрямленных сигналов, и формировании по моментам сравнения импульсов ШИМ-сигналов с периодом, равным периоду синусоидального сигнала переменного тока. Далее ШИМсигналы преобразуются в .код, который согласуется с номером К -участка, которому соответствует текущее значение угла поворота (1 .

Недостатком способа является ма" 30. лый диапазон изменения длительности импульсов ШИМ-сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ преобразования угла поворота. 35 вала в ШИМ-сигнал, основанный на преобразовании угла поворота в .электрические сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла 4О поворота, определении одного из Кучастков, которому соответствует текущее значение угла поворота путем сравнения синусоидального сигнала переменного тока и модулированных го подключен к управляющему входу первого коммутатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона однозначного преобразования угла, в .него введены последовательно соедйненные формирователь опорных широтно-импульсных модулированных сигналов, второй коммутатор и сумматор, другой вход которбго соединен.с выходом элемента сравнения, а управляющий вход второго коммутатора соединен с выходом блока определения квадранта.

2 сигналов по амплитуде и фазе, выделении на каждом участке напряжения, изменяющегося от нуля по синусоидальному закону, его выпрямлении, сравнении синусоидального сигнала переменного тока с нулевым выпрям-; ленным напряжением и выпрямленным напряжением, формировании по моментам сравнения импульсов первого

ШИМ-сигнала с периодом Т, равным периоду синусоидального сигнала переменного тока (2 ).

Устройство для осуществления известного способа содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпрямитель к одному входу. элемента сравнения, источник синусоидального сигнала переменного тока подключен к другим входам. элемента сравнения и блока определения квадранта, выход которого подключен к управляющему входу первого коммутатора (2 ).

Недостатком известного способа и устройства для его осуществления. является малый диапазон однозначного преобразования угла в OIHN-сигнал, ограниченный длительностью К -участка, т.е. 2.н радиан.

Цель изобретения - расширение диапазона до 2У однозначного преобразования УГла поворота в ШИМ-сигнал.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования угла подпорота вала в ШИМсигнал, основанном на преобразовании угла поворота в электрическйе сигналы переменного тока, модулиро ванные по амплитуде в функции сину10 34060 са и косинуса угла поворота, опр.е деленииодного иэ К-участков котордму соответствует текущее значение угла поворота, путем сравнения- синусоидального сигнала переменного тока и модулированных сигналов по ампли- 5 туде и фазе, выделении на каждом участке напряжения, изменяющегося от нуля по синусоидальному закону, его выпрямлении, сравнении синусоидального сигнала переменного тока 10 с нулевым напряжением и выпрямленным напряжением, формировании па моментам сравнения импульсов первого

ШИМ-сигнала. с периодом 7, равным периоду синусоидального сигнала пере- 5 менного тока, формируют опорные

ШИИ-сигналы с периодом Т и длительностью импульсов вЂ” 1 (1 = 0,1,..., Т а

К-1), выбирают один из ШИМ-сигналов в зависимости от участка, котсрому соответствует текущее значение угла поворота, и суммируют его с первым

ШИМ- си гн алом. Кроме того, в устройство .для осуществления предлагаемого способа, содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен C источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам ЗО блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпрямитель к одному входу элемента сравнения, источник синусоидального сигнала переменного тока подключен к другим входам эле.мента сравнения и блока определения квадранта, выход которого подключен к управляющему входу первого коммутатора, .введены последовательно 40 соединенные формирователь опорных

ШИМ-сигналов, второй коммутатор и сумматор, другой вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а управляющий вход второго коммутатора соединен с находом блока определения квадранта.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит синусно -ко-синусный вращающийся трансформатор

1, вход которого соединен с источ1 ником 2 синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока 3 определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор 4 и выпрямитель 5 к одному входу элемента б сравнения, источник 2 подклю. чен к тугим входам элемента 6 и 60 блока 3, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 4, последовательно соединенные формирователь 7 опорных ttJHM-сигналов, второй коммутатор 8 и сумматор 9, дзугой65 вход которого соединен с выходом элемента 6, а управляющий вход ком" мутатора 8. соединен с выходом блока

3 определения квадранта..

Устройство работает следующим образом.

Вал объекта перемещения связан с ротором синусно-косинусного вращающе гося трансформатора (CKBT ) 1. На выходе источника 2 формируются сигналы переменного тока с периодом

На выходе СКВТ 1 формируются электрические сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота.

В блоке 3 путем сравнения амплитуды и фазы входных сигналов формируется код квадранта, которому соответствует текущее значение угла поворота ротсра СКВТ. На выходе коммутатора

4 выделяются сигналы переменного тока, соответствующие синусоидальному сигналу первого или третьего квадранта, которые в нпдямителе 5 .преобразуются в.сигналы постоянного тока, изменяющиеся от нуля по синусоидальному закону. Сигнал переменного тока источника 2 сравнивается в элементе б с нулевым напряжением и напряжением, сформированным иытаэямителем 5. В результате на выходе элемента 6 формируются ШИМ-сигнал c . периодом Т и длительностью импульсов, пропорциональный углу поворота ротора CKBT 1 внутри квадранта. Na«симальная длительность выходных импульсов элемента б равна Т

Формирователь 7 вырабатывает три последовательности MHN-сигналов с периодом Т и длительностью импульсовТ Т 3Т вЂ” 2 и вЂ”. Ясли текущее значение угла поворота соответствует второму, третьему или четвертому октанту, то в соответствии с управляющим сигна- лом блока 3 на выходе коммутатора 8 выбирается одна из трех последова« тельностей с длительностью импульсов

Т » «Т ЗТ соответственно вЂ” или вЂ” иливЂ”

4 2 4

ШИМ-сигналы с выхода элемента б и коммутатора 8 поступают на входы сумматора 9,на выходе которого формируется ШИМ-сигнал с периодом 1 и длительностью импульсов, изменяющихся от 0 до Т при изменении угла поворота от 0 до 360О.

Выходные импульсы элемента 6 формируются в первой четверти периода выходного сигнала источника 2. Передние фронты этих импульсов совпадают с моментами переходов выходного сигнала источника 2 через нуль при положительном градиенте. Для обеспечения синхронизации выходных импульсоэ элемента 6 и коммутатора 8 вход формирователя 7 должен быть эасинхро.

1034060

Составитель A.Ñìèðíîâ

Техред Т,Фанта Корректор О. Билак

Редактор A.Kypax

Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5629/53

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ! ниэирован выхсщными сигналами источника 2, а задние фронты выходных импульсов формирователя 7 дояжны совпадать с передним фронтом выходных импульсов элемента 6. Тогда сумматор 9 превращается s оМчный логический элемент ИЛИ.

Таким образом, предлагаежй способ преобразования угла поворота в пропорциональный ЗИМ-сигнал и устройство для его осуществления расширявт диапазон однеэначного преобразования угла от 2У до 2 .