Функциональный преобразователь угла поворота вала в код

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД по авт. св. № 748480, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него дополнительно введены седьмой элемент И и второй компаратор , входы которого подключены к выходным обмоткам синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выход подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, к четвертым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ и к первому входу седьмого элемента И, второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого компаратора , а выход седьмого элемента И - к счетному входу второго триггера. S S (Л О5 4; О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflVSJlHH

„„SU„„1062746 за G 08 С 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 748480 (21) 3492472/18-24 (22) 22.09.82 (46) 23.!2.83. Бюл. № 47 (72) В. Б. Ибрагимов (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения Института геологии АН Азербайджанской ССР (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 748480, кл. G 08 С 9/04, 1978 (прототип). (54) (57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В

КОД по авт. св. № 748480, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него дополнительно введены седьмой элемент И и второй компаратор, входы которого подключены к выходным обмоткам синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выход подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, к четвертым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ и к первому входу седьмо-. го элемента И, второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого компаратора, а выход седьмого элемента И— к счетному входу второго триггера.

1062746

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для связи аналоговых источников информации с ЦВМ.

По основному авт. св. № 748480 известно устройство, содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), входная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а выходные синусная и косинусная обмотки через фильтры — к сигнальным входам демодуляторов, опорные входы которых подключены к источнику напряжения питания, блок формирования опорного напряжения, входы которого соединены с выходами филь. тров, а выход — с входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к одному из входов компаратора, шесть элементов И, два счетчика, коммутатор, входы которого подключены к выходам демодуляторов, а выход— к другому входу компаратора, выход которого соединен с счетным входом первого триггера, единичный выход которого подключен к первым входам первого и третьего элементов И, а нулевой выход — к 25 первым входам второго и четвертого элементов И, селектор октанта, входы которого соединены с входом и выходами СКВТ, а выходы попарно — с вторыми входами первого, четвертого и второго, третьего элементов И соответственно, первый и второй элементы ИЛИ, входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего, четвертого элементов И соответственно, а выходы — с управляющими входами коммутатора, третий и четвертый элементы ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом 35 первого элемента И, вторые входы — с выходом третьего элемента И, третьи входы— с выходами второго и четвертого элементов И, а выходы через пятый и шестой элементы И соответственно с входами счетчи- 41) ков, генератор импульсов, выход которого подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И, и второй триггер, один из входов которого соединен. с источником команды «Пуск», другой вход — с одним из выходов первого триггера, один выход 45 подключен к третьим входам цятого и ц)естого элементов И и к одцому из управляющих входов генератора линейно изменяющегося напряжения, а другой выход — к другому управляющему входу генераторалинейно изменяющегося напряжения (11.

Недостатком известного устройства является то, что в октантных углах преобразование угла поворота вала в код осуществляется за два цикла измерения (за два цикла развертки пилообразного напряжения), 5р в первом цикле после первого срабатывания компаратора триггер устанавливается в положение «1» (триггер уже находится в этом положении с приходом сигнала «11уск»

В момент времени 1р) и иямепяюп(еесй ПО линейному закону выходное нип1)яжение генератора, достигнув мвксимилгнпи 0 значения, сбрасывается до нуля и пичщгнсг нарастать снова. Во втором цикле происходит второе срабатывание компа()иn)pui оба триггера устанавливаются в исходное положе; ние «О», на генератор подаетсй запрещающий потенциал, а в счетчиках фиксируются равные коды. Подобная логика Рйботы преобразователя уменьшает его бцстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный преобразователь угла поворота вала в код введены седьмой элемент

И и второй компаратор, входы которого подключены к выходным обмоткам синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выход подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, к четвертым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ и к первому входу седьмого элемента И, второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого компаратора, а выход седьмого элемента И подключен к счетному входу второго триггера.

Сущность изобретения заключается в том, что преобразование любого угла (включая октантные углы) в код предлагаемым устройством осуществляется за один цикл измерения, т.е. за один цикл развертки пилообразного напряжения.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Преобразователь содержит СКВТ 1, выходные синусная и косинусная обмотки которого через фильтры 2 и 3 подключены к сигнальным входам демодуляторов 4 и 5, а выходы демодуляторов через коммутатор

6 подключены к одному из входов первого компаратора 7, блок 8 формирования опорного напряжения, входы которого подклю чены к выходам фильтров, а выход — к входу генератора 9 линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к другому входу компаратора, селектор 10 октанта, входы которого подключены к входной и выходным обмоткам СКВТ 1, а выЮдн ПО11дрнΠ— к Одним входаМ элементов И 11 — 14, выходы которых через элементы ИЛИ 15 и 16 соединены с первыми входами элементов И 17 и 18, а через элементы ИЛИ 19 и 20 — с управляющими входами коммутатора, первый триггер 21. счетный вход которого подключен к выходу первого компаратора, а выходы — к другим входам элементов И 11 — 14, второй триггер 22, один из входов которого подключен к единичному выходу первого триггера, другой вход — к источнику 23 команды «Пуск», а выходы — к управляющим входам генератора линейно-изменяю1062746 щегося напряжения и ко вторым входам элементов И 17 и 18, третьи входы которых подключены к выходу генератора 24 импульсов, а выходы — ко входам счетчиков 25 и 26, источников 27 напряжения питания, выход которого подключен к входной обмотке СКВТ и к опорным входам демодуляторов, и второй компаратор 28, входы которого подключены к выходным обмоткам СКВТ 1, а выход — к третьему входу второго и к четвертым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, а также к одному из входов элемента И 29, другой вход которого подключен к выходу первого компаратора, а выход — к счетному входу второго триггера.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходные напряжения СКВТ 1, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота Ч, через фильтры 2 и 3 подаются на сигнальные входы демодуляторов 4 и 5, которые выделяют их огибающие в виде сигналов постоянного тока:

Vg=KV sin Q1

V,=Ê×, со Q, где V — амплитудное значение напряжения источника 27 питания СКВТ 1

K -коэффициент трансформации (К =

const) .

Эти сигналы поочередно — в зависимости от положения ключей коммутатора 6 — подключаются к одному из входов компаратора 7, на другой вход которого подается линейно изменяющееся напряжение с выхода генератора 9, выполненного на основе интегратора с управляемым циклом заряда — разряда. На вход генератора 9 поступает опорное напряжение, пропорциональное Vn„с выхода блока 8, выполненного, например. на основе двойной фазосдвигающей цепочки..В исходном состоянии преобразователя оба триггера находятся в положении «О», на управляющие входы элементов И 11, 13 и 12 и 14 .поданы высокий и низкий потенциалы соответственно с нулевого и единичного выходов триггера 21, причем высокий потенциал подготавливает элементы И 11 — 13, для прохождения сигнала с первого (при Ч» < Ч ) или второго (приЧл < V, ) выхода селектора 10 октанта, определяющего последовательность срабаты. вания ключей коммутатора 6.

Селектор 10 октанта по результатам знака фазы (относительно напряжения питания) и соотношения амплитуд выходных напряжений СКВТ 1 формирует код No октанта, в котором находится искомый угол поворота Q, и. выходной сигнал, соответствующий выполнению неравенства V (V» (или V а V,) . Если V, (Ч» угол Я находится в одном из октантов (1, 4, 5 или 8)., Сигнал с первого выхода селектора 10 октанта проходит через элементы И 11 и

ИЛИ 19 на управляющий вход коммутатора

При V> < V< угол Q находится в одном из октантов (2, 3, 6 или 7). Сигнал с второго выхода селектора 10 октанта проходит через элементы И 13 и ИЛИ 20 на управляющий вход коммутатора 6, замыкая тот из его ключей, который подключает напряжение 14 с выхода демодулятора 5 к одному из входов компаратора 7. Одновременно этот же сигнал проходит через элементы ИЛИ 15 и 16. на соответствующие входы элементов И 17 и 18, пропускающих счетные импульсы генератора 24 на входы счетчиков 25 и 26 при наличии разрешающего потенциала с единичного выхода триггера

22, который формируется в начале цикла измерения аналогично рассмотренному.

В момент времени t, когда линейно изменяющееся напряжение б„ с выхода генератора 9, запускаемого триггером 22, становится равным V>, компаратор 7 срабатывает и перебрасывает триггер 21 в поло45

6, замыкая тот из его ключей, который подключает меньшее из выходных напряжений демодуляторов 4 и 5 (в Данном случае—

V,) к одному из входов компаратора 7, В начале t цикла измерения подается команда «Пуск» с источника 23 на единичный вход триггера 22, который устанавливается в йоложение «1» и одновременно запускает генератор 9. Выходное линейно измеряющееся напряжение Vn,t генератора

10 9 подается на другой вход компаратора 7, а счетные импульсы генератора 24 через элементы И 17 и 18 начинают поступать на входы счетчиков 25 и26.

В момент времени „ когда линейно изменяющееся напряжение Vmt с выхода генератора 9 становится равным V<, компаратор 7 срабатывает и перебрасывает триггер

2l в положение «1». Высокий потенциал с единичного выхода триггера 21 появляется на управляющих входах элементов И 12 и 14. Элемент И 14 пропускает сигнал с первого выхода селектора 10 октанта через элемент ИЛИ 20 на другой управляющий вход коммутатора 6. Напряжение V< отключается и к входу компаратора 7 подключается напряжение Vi с выхода демодулятора

25 5. Счетные импульсы продолжают заполнять счетчик 26, но уже не поступают на счетчик

25. содержимое N< которого оказывается пропорциональным синусу угла поворотая.

В момент времени ts, когда линейно изменяющееся напряжение V t с выхода генератора 9 становится равным V, вновь срабатывает компаратор 7, импульс с выхода которого возвращает триггер 21 в положение «О». Одновременно, задним фронтом импульса с единичного выхода триггера 21

35 триггер 22 возвращается в исходное положение «О», прекращается поступление счетных импульсов генератора 24 на счетчик

26, содержимое N, которого оказывается пропорциональным косинусу угла поворота

1062746

Составитель М. Сидорова

Редактор Н. Джуган Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 10223 52 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жение «1», высокий потенциал с единичного выхода последнего появляется на управляющих входах элементов И 12 и 14. Элемент И 12 пропускает сигнал с второго выхода селектора через элемент ИЛИ 19 на другой управляющий вход коммутатора

6. Напряжение V> отключается, а к входу компаратора 7.подключается напряжение V< с выхода демодулятора 4. Счетные импульсы продолжают заполнять счетчик 25, но уже не поступают на счетчик 26, содержимое N которого оказывается пропорциональны м cos g.

В момент времени tq, когда линейно изменяющееся напряжение V t с выхода генератора 9 становится равным V, вновь срабатывает компаратор 7, импульс с выхода которого возвращает триггер 21 в положение «О», в то же положение (задним фронтом импульса с единичного выхода триггера 21) возвращается и триггер 22, при этом прекращается поступление счетных импульсов генератора 24 на счетчик 25, содержимое которого оказывается пропорциональным sin Ц.

При V = V> (это равенство выполняется в октатных углах) срабатывает компаратор 28, сигнал с выхода которого, вопервых, проходит через элемент ИЛИ 20 на управляющий вход коммутатора 6, замыкая тот из его ключей, который подключает напряжение с выхода демодулятора 5 к одному из входов компаратора 7 (возмож41о также использование напряжения с выхода демодулятора 4), во-вторых, проходит через элементы ИЛИ 15 и 16 на соответствующие входы элементов И 17 и

18, подготавливая их, в-третьих, поступает на управляющий вход элемента И 29, выполняющего в данном случае функции вентиля. В 1, начале цикла измерения подается команда «Пуск» с источника 23 на

10 единичный вход триггера 22, который устанавливается в положение «1», в свою очередь, запускает генератор 9 и разрешает прохождение счетных импульсов генератора 24 на входы счетчиков 25 и 26 .через элементы И 17 и 18 соответственно. В момент времени, когда линейно изменяющееся напряжение V t с выхода генератора 9 становится равным V<, компаратор 7 срабатывает, формируя импульс, который проходит через элемент И 29 на счетный вход триг20 гера 22 и возвращает его в исходное положение «О». При этом поступление счетных импульсов в счетчики прекращается и в них остаются коды, равные между собой, что соответствует рассматриваемому случаю (М = Ч).

Таким образом, преобразование любого угла (включая октантные углы) в код предлагаемым устройством осуществляется за один цикл измерения, т.е. за один цикл развертки пилообразного (линейно изменяющегося) напряжения.