Преобразователь угла поворота вала в код
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор , выходы которого через соответствующие фильтры подключены к блоку фазосдвигающих цепочек, выходы которогб соединены с входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого и второго клю- . чей, первый интегратор, вход которого через первый ключ соединен с выходом источника постоянного напряжения , а через второй ключ - с входом второго интегратора, и блок преобразования напряжения в код, первый выход которого является выходом устройства , отличающийся. тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены два элемента НЕ, первый и второй элементы И, два коммутатора, третий и четвертый ключи, третий и четвертый интеграторы, выходы, компараторов через первый и второй элементы НЕ соединены соответственно с управляющими входами третьего и четвертого ключей, вход третьего интегратора через третий ключ соединен с выходом источника постоянного напряжения , а через четвертый ключ - с входом четвертого интегратора, выходы первого и третьего интеграторов через первый ког гмутатор подключены к первому входу блока преобразования напряжения в код, а выходы второго i и четвертого интеграторов через второй коммутатор подключены к второму (Л С входу блока преобразования напряжения в код, выход первого компаратора соединен с первыми управляющими входами коммутаторов и с первым ..в ход ом второго элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторыми управляющими входами коммутаторов и с первым входом первого элемента И, второй выход блока преобразования напрюкения в код соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подклю00 05 чен к установочным входам Первого и второго интеграторов, выход йторо00 го элемента И подключен к установочным входам третьего и четвертого |интеграторов.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН.3(59 0 08 С 9/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3593465/18-24 (22) 04.02. 83 (46 ) 07. 07. 84. Бюл. 9 25 (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
Р 627500, кл. G 08 С 9/04, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 765847, кл. G 08 С 9/04, 1978 (прототип). (54 ) (57 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, выходы которого через соответствующие фильтры подключены к блоку фазосдвигающих цепочек, выходы которого соединены с входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого и второго клю- . чей, первый интегратор, вход которого через первый ключ соединен с выходом источника постоянного напряжения, а через второй клют — с входом второго интегратора, и блок преобразования напряжения в код, первый выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены два элемента НЕ, первый и второй элементы И, два коммутатора, третий и четвертый ключи, третий и четвертый интеграторы, выходы компа раторов через первый и второй элементы НЕ соединены соответственно с управляющими входами третьего и четвертого ключей, вход третьего интегратора через третий ключ соединен с выходом источника постоянного напряжения, а через четвертый ключ — с входом четвертого интегратора, выходы первого и третьего интеграторов через первый Kolvpvpy.òàòoð подключены к первому входу блока преобразования напряжения в код, а выходы второго и четвертого интеграторов через вто- ю
Р рой коммутатор подключены к второму входу блока преобразования напряже-. ния в код, выход первого компаратора соединен с первыми управляющими вхо- С дами коммутаторов и с первым.,входом второго элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторыми управ ляющими входами коммутаторов и с первьм входом первого элемента И, рна4 второй выход блока преобразования напряжения в код соединен с вторыми входами первого и второго элементов tweak
И, выход первого элемента И подключен к установочным входам первого и второго интеграторов, выход второ- 1 ф го элемента И подключен к установочным входам третьего и четвертого
)интеграторов.
11018б 8
Изобретение относг! 01! к автоматике и вычислительнОй, техни«e v, можЕт быт ь использовано для связи аналОГОВых источHIiкОВ ин<фОЕ>маци и с микропроцессорами и микро- !нее.
Известен преобразователь угла по- 5 ворота вала В код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, Выходы которого чер"=.ç соответствующие фильтры подключены к блоку фазосдвигающих цепочек, выходы кото- jo рого соединены с входами первого и второго компараторов, источник пoстоянного напряжения, выходы которого через первый и второй ключи соeäèíåíû соответственно с входами первого и второгo интеграторов, причем управляющий вход первого клю .а соедине:i непосредственно с выходом первого компаратора, элемент и и блок преобраЭOBaHIIH -Ialipjj>I Р<>ГQ . ВЛЯЕТСЯ ВЫХОДО" i с<031. ЮйСТ 3.. Входы элемента И соединc;11: с выходами компараторов, а выход. — с управляющим входом второгo клсча < выходы интеграторов соединены с соответст--Вующи14и ВхОДами блОка преОбраз Она ния напряжения в код !.1.". Наиболее близким ;< .:.Вобретен;1ю по технической сущнс ст Образ oBaтсль уlла Iñ>3:>:.;0 .с! -a;ia B ЗО код,:о>7ержащий cHнусн<.—.,::с. -:H3, сный вращающийся трансформатор, выходы которогÎ через соответ< т, y ющи» фильтр=< подключены к бло <у фа:..-.с<.. и =-ю z;;I>< цепОчек < ВыхОды кОторо! c c e<111 e:ji J с Входами перВОГО и 3т р: Г
ТОРОВ < ВЫХОДЫ 1<ОТОрЫХ (О< —,. ИНЕИ<." ССОТ ветственно с у 7paвля<1И !!ход:-::1
3 пОс ".соян НОГО напря;ice! í. I < а - .; = 1><с з Б 10 РОй КЛЮ"-1 — C ВХОД01PQi. О,.".ТЕ Pa— Tope. ) Выходы и нт c ".. a ò 0130 сое>jil НЕДОСтатКО!.1:.1ЗВЕ<Г! !ЫХ,:ТРС-: .ТВ является низ кое быст <>a<." с тв Ie; об;...:с" ЛО13ЛЕННОЕ ФОРМ >О <1311.1<-".<;., 13 ДаЧС. Й результата измере ия >!1,:ш-;,. в одно.;: полупериоде на!7ря;, H: я i ссущеи астс —,,, 3И Ты! В ДРУI 04! 17<0>1-,< ll 01 0-, < —,;РОИ<-Х<>с Ин ТЕГРИРОБаНИЕ ГiC С ОЯН E:.OI. О На! Р <1>1!Е !!И17 в течение соответс "вующих интервалов времени ). Целью изобретен!:! Являе -.:ÿ =повь31 e)5 ние быстЕ>Одей ст13ия 1!ре06 >аз Овс!Тв ля, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор„ Вы-. ходы которого через соответс.свующие 60 фильтры подключены к блоку фаз осдBHв гающих цепочек, выходы, которого соединены с входами 17ервого и второго компараторов, Выходы которых соеди-нены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, первый интегратор,- вход которого через первый кл сч соединен с выходо!. источника постоянного напряжения, а через второй ключ — с входом второго иeòåãðàòîðà, и блок преобразования напряжения в код,. первый выход которого является Выходом устройства, введены дополнительно,Ва элемента НЕ, первый и второй элементы И, два коммутатора, третий и четвертый ключи, третий и четвертый интеграторы, причем выходы компаратopOB ;epee первый и второй элементы HE соединены соответственно с управляющими Входами третьего и четвертого ключей, вход третьего интегратора через третий ключ соединен с выходом источника постоянногo напряжения, а. через четвертьй ключ — с входом четвертогQ интегратора„ выходы гервого и третьегo и . теграторов через первый коммутатор подключены к первому входу блока преобра=.ования напряжения в код, а Выходы второго и четвертого интеграторо13 через второй коммутатор подклю-<еH;I < второму Входч блока "lpeo6pa зования напряжения в код, выход перВ01 о ком!-;аратора соед".Heí с первыми уп:> вляющим". входами коммутаторов и с lep ым !Ходо:-.". второго элемента И, а выход первого элемен "a НЕ соединен <-. !>тсрьв и у.- paaëÿj7ù>lìH входами комму i. aÒ OP 01j И С 11 CPBÛ!ij ВХОДОМ liePB OI О эл< мента И < вт Орой Вых ОД блока Ijpe06 раэовани:. aпряжевия в код соединен с Вторь1ми Входами перво -Q и второгO элеме-:òов И, выход первого элемента И подклю:-ен к ус ановочн;зм входам ! <Е(В 01" 0 И BTOpOBО ИНТЕГра ÎpOB < ВЫ " ход второго э>!емента,И подключен к уc "aHOBQ.!Вым Входам третьеГО и че Вертогс 1 3 пo<=-Длагаемсм изобретении формирование и Выдача результата измерения Осущес.-вляются в обоих полупериЕ>= - ия ecy ev "а то ы В перво 1 г олупериоде, когда, на!пример, Включеil = тре с ий и четвертый интегратооь1, д.-!я ! Я13лЯе тсЯ аб Oчим, фиксирую тсil нa прЯ:;:ен; l на выходах первого " . торого И:с-с"ТЕ:ГРа ТОРОВ И 1 аХО,„:ИТСЯ ИХ 0 НОШгHiie в ЦИ!Езровсй <>орме, КОТОРое отсбра)!<а т peзу>7ьTaT измерения уГла пОВОро— т а E3 a Jj a 13 с л (-ДУ ю!Ц 01" и Ол У Гс е Еэ и ОД е B1 Iac.соты, что увеличивает быстродей1101868 ствие предлагаемого преобразователя вдвое по сравнению с известным. На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя узла поворота вала в код; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы. 5 Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ ) 1, выходы кот срого через фильтры 2 и 3 подключены к блоку 4 фаз осдвигающих цепочек, выходы кот орого соединены с входами первого и второго компараторов 5 и б, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго ключей 7и 8 непосредственно и с управляющими 15 входами третьего и четвертого ключей 9 и 10 через первый и второй элементы HE 11 и 12 соответственно, первый интегратор 13, вход которого через первый ключ 7 соединен с выходом источника 14 постоянного напряжения, а через второй ключ 6 — с входом второго .интегратора 15, третий интегратор 16, вход которого через третий ключ 9 соединен с выходом источника 14 постоянного напряжения, а через четвертый ключ 10 — с входом четвертого интегратора 17, первый коммутатор 18, информационные входы которого соединены с выходами первого и третьего интеграторов 13 и 16, 30 .управляющие входы — с выходами первого компаратора 5 и первого элемента HE 11, а выход — с первым входом блока 19 преобразования напряжения в код, первый выход которого являет- 35 ся выходом преобразователя, второй: коммутатор 20, информационные входы которого соецинены с выходами второго и четвертого интеграторов 15 и 17, управляющие входы — с выходами перво- 40 го компаратора 5 и первого элемента HE 11, а выход с вторым входом блока 19 преобразования напряжения н код, и элементы И 71 и 22, первые входы которых соединены соответствен- 45 но с выходами первого элемента HE 11 и первого компаратора 5, вторые входы — с вторым выходом (с которогоснимается сигнал "Окончание цикла преобразования") блока 19 преобразования напряжения н код, а выходы — с установочными входами первого, второго, -..ретьего и четвертого интеграторов 13-17 соответственно. Преобразователь работает следующим образом. Выходные напряжения СКВТ 1 через фильтры 2 и 3, выделяющие их основную-гармонику, поступают на блок 4 фазосдвигающих цепочек. На выходах блока 4 образуются напряжения, рав- . 60 ные по амплитуде, но сдвинутые по .фазе на угол, пропорциональный углу поворота 8 ротора СКВТ 1. Компараторы 5 и 6 формируют прямоугольные сигналы, соответствующие полупериодам с положительной амплитудой выходных напряжений блока 4 (фиг. 2 а и ). Элементы HE 11 и 12 иннертируют эти импульсы (фиг. 2-> и е) с тем, чтобы обеспечить включение в работу (т.е. в режим интегрирования постоянного напряжения н течение соответствующих интервалов времени ) интеграторов 16 и 17. Рассмотрим работу преобразонателя с момента времени На время действия выходного импульса компаратора 5, т.е. н течение интервала времени t, равного полупериоду напряжения несущей частоты (фиг. 2a), открыт ключ 7, при этом постоянное напряжение с выхода источника 14 постоянного напряжения поступает на вход интегратора 13 и интегрируется им (фиг. 2 н) . С появлением выходного импульса компаратора 6 9 (фиг. 26 ) открывается ключ 8 и (на время действия указанного импульса, т.е. в течение интервала времени Dt, равного полупериоду напряжения несущей частоты) остается в открытом состоянии. Так как выходные импульсы компараторон сдвинуты но времени друг относительно друга на угол, пропорциональный углу поворота 6 ротора CKBT 1, постоянное напряжение источника 14 постоянного напряжения поступает через открьтые одновременно ключи 7 и 8 на вход интегратора 15 и интегрируется им (фиг. 2 =) в течение интервала времени, пропорционального углу В . В момент времени, соответствующий заднему фронту выходного импульса компаратора 5, ныходные напряжения интеграторов 13 и 15 фиксируются (н состав каждого интегратора входит блок типа фиксатора напряжения) н через комлутаторы 18 и 20, устананлинаемые в соответствующее положение импульсом с выхода элемента HE 11 (фиг. 28), поступают на сигнальный (выходное напряжение интегратора 15) и опорный (ныходное напряжение интегратора 13 ) входы блока 19 преобразования напряжения в код, который формирует и выдает в цифровой форме результат. измерения угла поворота В . После этого сигнал "Окончание цикла преобразования" с второго выхода блока 19 (фиг. 2 и) через открытый элемент H 21, на управляющем входе которого разрешающий (высокий) потенциал с выхода элемента НЕ 11 (фиг. 2 д), проходит (фиг. 2n) на установочные входы интеграторов 13 и 15 и сбрасывает их в исходное положение (фиг. 2 1. С момента фиксации выходных напряжений интеграторов 13 и 15 .включаются в работу интеграторы 16 и 17. Происходит это следующим образом. На время действия выходного импульса элемента НЕ 11, т.е. в течение 1101868 интервала времени, равного полупериоду напряжения несущей частоты (фиг. 2 3), открыт ключ 9, при этом постоянное напряжение с выхода источника 14 постоянного напряжения поступает на вход интегратора 16 и интегрируется (фиг. 2x). С появлением вы- ходного импульса элемента HE 12 (фиг. 2e) открывается ключ 10 и (на время действия указанного импульса„ т.е. в течение интервала времени М, )О равного полупериоду напряжения несущей частоты ) остается в открытом состоянии. За время, пока ключи 9 и 10 открыты одновременно, напряжение с выхода источника 14 постоянного напряжения поступает на интегратор 17 и интегрируется им (фиг. 2з). В момент времени, соответствующий заднему фронту импульса с выхода элемента HE 11, выходные напряжения интеграторов 16 и 17 фиксируются и через коьжутаторы 18 и 20, установленные в соответствующее положение выходным импульсом компаратора 5 (фиг. 2 м ), поступают 25 на сигнальный (выходное напряжение интегратора 17 ) и опорный (выходное напряжение интегратора 16) входы блока 19, который формирует и выдает в цифровой форме результат измерения угла поворота 8 . После этого сигнал "Окончание цикла преоб-. разования" с второго выхода блока 19 (фиг. 2 ) через открытый элемент И 22, на управляющем входе которого разрешающий потенциал с выхода компаратора 5 (фиг. 2 ct), проходит (фиг. 2 к) на установочные входы интеграторов 16 и 17 и сбрасывает их в исходное положение (фиг. 2 х и з) . С момента фиксации выходных напряжений интеграторов 16 и 17 включаются в работу интеграторы 13 и 15. Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной с.момента времени 1>. Таким образом,, в каждом полупериоде напряжения несущей частоты осуществляется формирование и выдача результата измерения угла поворота 8 ротора СКВТ 1, что увеличивает быстродействие предложенного устройства вдвое по сравнению с известным. 1101868 Составитель Ю. Котов Редактор Л. Гратилло ТехредС. Мигунова Корр е кт ор С. Ше кмар Заказ 4772/35 Тираж 569 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4
