Преобразователь угла поворота вала в код с частотной коррекцией

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;

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД С ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ, соц жащийнсточник питания, Bbtxpa которого через пер- . вый ксж1паратор соединен с первым вхоисм триггера, - один выхоц которого соеаинен с первым входом первого к почевого элемента, выход первого ключевого элемента соединен со счетным входом счетчика, информационные выходы счетчИха соедине1Гы с первыми входами зпемёа- -тов И, выход источника питан.ия через фазоврашатвль соединен с первым входом второго компаратора, выход которого соединен с вторыми входами элементов И, генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого ключевого элемента, второй и третий ключевые элементы, отличаюши-йся тем, что, с целью повышения точности преобразователя в него введены интеграторы и одновибратор, выход одновибратора соединен с первьпли входшипЕ второго и третьего .ключевьпс эл« ентов и вторым входом триггера, другой выход которого соединен с первым входом перврго интегратора , выход первого интегратора соединен с первым входом второго интегратора , выход которого соединен с (Л вторым входом второго компаратора, выходы второго и третьего ключевых элементов соединены с вторыми входами первого и второго интеграторов, вторые входы второго и третьего ключевьгх . элементоасоединены с шиной, выход первого компаратора соединен с 4iik обнуляющим входом счетчика, синхронизи:о рующий выход счетчика соединен с входом одновифатора. о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

zn) G 08 С 9/04.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

М,/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф, :,,.;;/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕЛЬСТВУ

"ь» (2Х) 3454389/18-24 (22). 17.06.82 (46) 23.09.83. Бк)л, N 35 (72) А. B. Косинский, В. Н. Кутянина и Ю. B. Амелин (71) Московский институт электронного машиностроения (53) 681.325(088.8) (56), 3.. Дроэдов Н, А. и ПятибратовА. П.

Автоматическое преобраэование и кодирование информации, M., Советское Радио, 1964, с, 200-204.

2. Бабиков M. A. и Косинский А. В, Элементы и,устройства автоматики, М., "Вйсшая школа, 1975, с. 392-397 (прототип).

; (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД С ЧАСТОТ"

НОЙ КОРРЕКЦИЕЙ, содержащий источник питания, выход которого через пер-; вый компаратор соединен с первым входом триггера,-один выход которого соединен с первым входом первого к(почевого элемента, выход первого ключевого элемента соединен со счетным входом счетчика, информационные выходы счетчика coeaaHeaû с первыми входами элементов И, выход источника питания через фаэовращатель соединен с первым входом второго компаратора, выход которого соедйнен с вторыми входами элементов И, генератора импульсов, выход которого соединен с вторым sxoaoM первого ключевого элемента, второй и третий ключевые элементы, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя в него введены интеграторы. и одновибратор, выход одновибратора соединен с первыми входами второго и третьего .ключевых элементов и вторым входом триггера, другой выход которого соединен с первым входом первого интегратора, выход первого интегратора соединен с первым входом второго интегратора, выход которого соединен с вторым входом второго компаратора, выходы второго и третьм.о ключевых элементов соединены с вторыми входами первого и второго интеграторов, .вторые входы второго и третьего ключевых элементоа соединены с общей шиной, выход первого компаратора соединен с обнуляющим входом счетчика, синхрониэиpyroumN выход счетчика соединен с входом одновибратора.

1 l 043

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, предназначено цля преобразования углового перемещения в коц, и может быть использовано в системах программного управления и 5 в технике непрерывного-дискретного преобразования, Известны преобразователи угла поворота вала в код с промежуточным преобразованием сцвига, содержащие фазовращатель,щ генератор импульсов, ключевой элемент и два компаратора, вхоц первого.компаратора соединен с входными клеммами преобразователя непосредственна, вход вто, рого компаратора-через фазовращатель, а выходы компараторов подключены соответственно к входу триггера и цвоичного счетчик а (11 .

Нецостатком известных преобразовате- О лей является. низкая точность из-аа наличия частотной погрешности.

Наиболее близким к изобретению по тех- нической сущности является преобразователь угла поворота вала в коц с частот- 25 ной коррекцией, содержащий источник питания, выход которого через первйй компаратор соецинен с первым входомтриггера, один выход которого соединен с первым входом первого ключевого эле36 мента, выхоц первого. ключевого элемента соецинен со счетным вхоцом счетчика, информационные выходы счетчика coegaseны с первыми входами элементов И, пик-,детектор, фильтр, второй и третий ключевые элементы, выход источника питания через фазовращатель соецинен с первым вхоцом второго компаратора, выход компаратора, выход которого соединен с вторыми входами элементов И, генератор импульсов, выход которого соецинен с вторым входом первого ключевого-элемента f2) .

Недостатком известного преобразовате- ; ля является недостаточно высокая точность

45 пик-детектор, так как с одной стороны сигнал на его выходе, при изменении входного сигнала в сторону увеличения, должен закороткоевремя достигать максимально-го значения и как можно дольше сохра- нять его, с другой стороны сигнал на выходе должен резко изменяться при изменении входного сигнале в сторону уменьшения.

Цель изобретения - повьпцвнне точнос- 55 ти преобразователя.

Лоставленная цель достигаетея те4, что в преобразователь угла, поворота вала:

708 2 в код с частотной коррекцией; соцержащий источник питания, выхоц которого через первый компаратор соединен с первым входом триггера, один выхоц которого соединен с первым вхоцом первого ключевого элемента, выход первого ключевого элемента соецинен со счетным входом счетчика, информациоиные выходы счетчика соецинены с первыми вхоцами элементов И, выход источника питания через фазовращатель соединен с первым вхоцом второго компаратора, выход которого соединен с вторыми входами элементов И, генератор импульсов, выхоц

- которого соецинен с вторым входом первого ключевого элемента, второй и третий ключевые элементы, ввецены интеграторы и оцноиибратор, выход оцновибрато- ,ра соединен с первыми вхоцами второго и третьего ключевых апементов и вторым вхоцом триггера, другой вьпбоц которого. соедийен с первым входом первого интеграто- . ра выход первого интегратора соещщен,а первым входом второго интегратора, выход которого соедИнен с вторым входом второго компаратора, выхоцы второго и . третьего ключевых апементов соединены с вторыми входами первого и второго интеграторов, вторые входы второго и третьего ключевых элементов соединены с общей шиной, выхоц первого компарато ра соединен с обнулякщим входом счетчика, синхронизирукхций выхоц счетчика соединен с входом одвовибратора.

На фиг. l приведена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - временная циаграмма, пояснякпдая его ра-. боту.

Преобразователь соцержит источник 1 питания, фазовращатепь 2, компараторы

3 и 4, триггер S, ключевой элемент 6, генератор 7 счетных импульсов, счетчик 8, элементы И9-1 вЂ” "9- И, одновибра,тор 10, юпочрвой элемент 4.4-, ключевой элемент l2, интегратор 13, вытегра . тор 3.4, Преобразователь работает следующим образом.

Хомпаратор 3 срабатывает в момент перехода через ноль (с -" на +") питакидего напря)кения (фин, 2а). Сигнал с. компаратора 3 (фиг. 2в) сбрасывает счетчик 8 в ноль, воздействует на вход тратера 8. На выходе триггера 5 формируется импульс, перецний фронт которого открывает ключевой элемент 6 и счетные импульсы с генератора 7 импульсов аоступают на вход счетчика 8. Счетчик работаеГ до заполнэнйя, т. е. в течение

3 1043 времени действительного счета 1,с (2" вЂ” 1 ) Т„, после чего сигналом с

его выхода запускается (фиг. 2ц) оцновибратор 10, на выхоце которого форми-. руется короткий импульс о постоянной длительности (фиг. 2е). По переднему фронту этого импульса открываются ключевые элементы 11 и 12, обнуляя выхоцные сигналы интеграторов 13. и 14: (фиг. 2э, и)., 30

По заднему фронту импульса одновибратора 10 триггер Б возвращается в исходного состояние. На первом выходе. триггера 5 сформирован импульс t@

1 „с + oe . На втором выходе триггера 15 формируется импульс t $ (фиг. 2 ж) ° длительность которого равна:45 Тщ д- 1а Тпцт вЂ” (1до + 08 ) " Тпит

«(.Ò,- (2" вЂ” 1) + pgg. При согласо-

sQHHocTH частот HHTAHHB En H счетных импульсов Ещ pc + os а Тпн1 8

При рассогласования частот появляется фазовая погрешность в выходном сигнале фаэовращателя, которая растет с именением преобразуемого угла от 0 цо

360О. Йлителыость импульса на втором выходе триггера б соответствует максимальному значейию фазовой погрешности (т. е. 1, соответствует величине фазо- 30 вой.погрешности при преобразуемом угле на входе 360 ). С помощью интегратора 13 в течение времени t я вырабатывается напряжение ЦИ1, уровень которого процор- 35

: aaosanes максимальной погрешности. Это напряжение сохраняет свое значение в

708 течение времени1 с . B течение этого времени работает интегратор 14 выхоцное напряжение которого. линейно растет от О цо 0уц, = 0 qq< . йругими сло- вами, на выходе интегратора 14 имеем напряжение, величина которого в каждый момент времени пропорциональна величине соответствующей фазовой погрешности выхоцного сигнала фазовращателя.

Таким образом, напряжение Вин мо 2 жет быть использовано в качестве корректирующего, если его подать на второй вход компаратора 4, В этом случае компаратор сработает не в момент перехоца через ноль выходного напряже- ния фазовращателя (фиг. 2г,, б) равный

+ ht < а в момент равенства напряжений Uqe Оцн, т. е. в момент

4 > 1р (где 1 р вЂ” расчетное значение момента при согласованных частотах) и считывание с счетчика произойдет раньше на величину ht>, т.е. частотная погрешность устраняется.

Для правильной работы схемы исхоцную частоту Р необхоцимо выбрать заве,домо больше номинальной.

Таким образом повышение точности преобразователя обеспечивается эа счет. того, что выходное напряжение первого интегратора остается неизменным в течение цикла работы и за счет того, что корректирукиций сигнал вырабатывается в каждом цикле работы схемы.

Экономический аффект от использования предложенного преобразователя обусловлен >

er о техническими преимуществами.

1043708

Составитель Б. Барбереш

Редактор Т. Киселеве Техред И.Гайду Корректор И. Ветрушкина

Заказ 7343/55 Тираж 618 Подпжное .

ИНИИПИ Государственного комитетат СССР по делам изобретений и открытий

4.13035, Москва, Ж35, Раушская наб, д. 4/5

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