Преобразователь угла поворота вала в код

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор , выходы которого подключены к одним входам формирователя фазовых импульсов, первый тригге, прямые и инверсные выходы которого подключены к одним входам первого и второго элементов И соответственно, выходы которых подключены к установочным входам второго триггера, выходы второго триггера подключены к другим входам формирователя фазовых импульсов, синхронизатор частот, первый выход которого подключен к. первому входу формирователя кодов, второй вход формирователя кодов соединен с прямЬм выходом второго триггера, третий вход с выходом первого элемента И, фильтр отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона однозначного определения углов преобраI €0ю, зователем в зоне рабочих углов, в него введены третий и четвертый элементы И, элемент задержки и блок синхронизации фазовых импульсов, вход которого соединены с выходом формирователя фазовых импульсов и первым . выходом синхронизатора.частот, а выход подключен к другим входам первого и второго элементов И, второй выход синхронизатора частот через фильтр подключен к входу синусно-косинусно1о вращающегося трансформатора,, третий выход через элемент задержки к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены с прямым и инверсным выходами второго триггера, а выходы подключены к установочным входам первого триггера ., : 2.Преобразователь по п. 1, от- ; л и ч а ю щ и и с я тем, что формирователь фазовых импульсов содержит последовательно соединенные коммутатор , фазосдвигающий элемент и компаратор , входы коммутатора являются .входами, а выход компаратора - выхрдом формирователя фазовых импульсов. 3.Преобразователь по п. отличающийся тем, что блок синхронизации импульсов содержит элементы И и триггер, выход которого подключен к одному входу элемента И, выход элемента И является выходом блока и подключен к одному входу триггера, другие входы триггера и элемента И являются входами блока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

Э(59 08 С 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3429652/24-24 (22).23.04.82 (46) 07.12.84, Бюл. N - 45 (72) В.З. Абрамов, Н.К. Александрович, В.П. Глынин, А.П..Григорьев и В.Ф. Тараев (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 549825, кл. G 08 С 9/04, 1975.

2 ° Авторское свидетельство СССР

У 607249, кл. G 08 С 9/04, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 855708, кл. G 08 С 9/00, 1979 (прототип). (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к одним входам формирователя фазовых импульсов, первый триггер, прямые и инверсные выходы которого подключены к одним входам первого и второго элементов И соответственнб, выходы кото- рых подключены к установочным входам второго триггера, выходы второго триггера подключены к другим входам формирователя фазовых импульсов, синхронизатор.частот, первый выход которого подключен к.первому входу формирователя кодов, второй вход формирователя кодов соединен с прямыи выходом второго триггера, третий вход— с выходом первого элемента И, фильтр, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона однозначного определения углов преобра„Я0„, 1128277 зователем в зоне рабочих углов, в него введены третий и четвертый элементы И, элемент задержки и блок синхронизации фазовых импульсов, входы которого соединены с выходом формирователя фазовых импульсов и первым . выходом синхронизатора. частот, а вьг ход подключен к другим входам первого и второго элементов И, второй выход синхрбнизатора частот через фильтр подключен к входу синусно-косинусно1о вращающегося трансформатора третий выход через элемент задержки к одним входам третьего и-четвертого элементов И, другие входы которых соедине- ны с прямым и инверсным выходами вто- Я рого триггера, а выходы подключены к установочным входам первого.триггера.

2. Преобразователь по п. 1 ° о тл и ч а ю шийся тем, что формирователь фазовых импульсов содержит последовательно соединенные комиута- >н тор, фазосдвигающий элемент и компаратор, входы коммутатора являются © входаии, а выход компаратора - выхо- ®» дом формирователя фазовых импульсов. фф

3. Преобразователь по и. 1 ° о тл и ч а ю шийся тем, что блок д синхронизации фазовых импульсов содержит элементы И и триггер, выход которого подключен к одному входу элемента И, выход элемента И является выходом блока и подключен к одному ф, входу триггера, другие входы триггера и элемента И являются входами блока.

1 1128

Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и.может быть использовано при создании автоматизированных и управляющих систем с цифровыми вычислительными машинами.

Известны преобразователи угла поворота вала в код,. содержащие синусно-косинусный датчик, переключатель напряжений, фазосдвига .щую цепь и компаратор (1) .

Недостатком этих преобразователей является ограниченное быстродействие, что. снижает возможность их работы с большим количеством информационных датчиков. 15

Известен также преобразователь .угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный трансформатор, вход которого подключен к источнику синусондального напряжения, а выход 20 соединен через переключатель напряжений и фазосдвигающую цепь с компаратором, выход которого соединен с. входами двух элементов И, а выходы элементов И подключены к входам 25 триггера, выход которого соединен с одним из входов третьего элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, а выход — к счетчику импульсов, блок уп- gp равления, выходы которого подключены к другим входам двух элементов И, к второму входу переключателя напряжений и к второму входу счетчика импульсов Я .

Недостатком такого преобразователя является его невысокое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь угла ново. рота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), выходы которого подключены к одним входам формирователя фазовых импульсов, первый триггер, 45 прямые и инверсные выходы которого

1 подключены к одним входам первого и второго элементов И соответственно, . выходы которых подключены к установочным входам второго триггера, выходы 50 второго триггера подключены к другим входам формирователя фазовых импуль- . сов, синхронизатор частот, первый выход которого подключен к первому входу формирователя кодов, второй вход формирователя кодов соединен с прямым выходом второго триггера, третий вход - с выходом первого элемента.И.

277 1 и фильтр, выход первого элемента И подключен к одному входу третьего триггера, другой вход которого соединен с первым выходом формирователя кодов, второй выход которого подключен к одному входу первого триггера, другой вход которого соединен с источником команды, выход формирователя фазовых импульсов подключен к вторым входам первого и второго элементов

И, а выход третьего триггера подключен к третьему входу второго элеменI та И.

Синхронизатор частот содержит последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель мощности, формирователь фазовых импульсов — последовательно соединенные коммутатор, фазосдвигающий .элемент, фильтр и компаратор, а формирователь кодов — элемент И, формирователь, входы которого являются первым и вторым входами формирователя кодов, а выход подключен к счетчику, установочный вход которого является третьим входом формирователя, а выходы счетчика — выходами формирователя кодов (3) . ,Недостатком известного преобразоо вателя является ограниченный до 180 диапазон однозначного преобразования угла.

Цель изобретения — расширение диапазона однозначного определения углов преобразователем в зоне рабочих углов.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, выходы которого подключены к одним входам формирователя фазовых импульсов, пер- вый триггер, прямые и инверсные выходы которого подключены к одним входам первого и второго элементов И соответственно, выходы которых под- . ключены к установочным входам второго триггера, выходы второго триггера подключены к другим входам. формирователя фазовых импульсов, сийхронизатор частот, первый выход которого подключен к первому входу формирователя кодов, второй вход формирователя кодов соединен с прямым выходом второго триггера, третий вход— с выходом. первого элемента И, и фильтр, введены третий и четвертый элементы И; элемент задержки и блок синхронизации фазовых импульсов, 3 11282 входы которого соединены с выходом формирователя фазовых импульсов и первым выходом синхронизатора частот, а выход подключен к другим входам первого и второго элементов И, второй выход синхронизатора частот через фильтр подключен к входу СКВТ, третий выход — через элемент задержки к одним входам .третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соеди- 1р иены с прямым и инверсным выходами второго триггера, а выходы подключены к установочным входам первого триггера.

При этом формирователь фазовых импульсов содержит последовательно соединенные коммутатор, фазосдвигающий элемент и компаратор, входы коммутатора являются входами, а выход компаратора — выходом формирователя фазовых импульсов.

Кроме того, блок синхронизации фазовых импульсов содержит элемент д ,И и триггер, вьмод которого подключен к одному входу элемента И,выход элемента

И является выходом блока и подключен к одному входу триггера, другие входы триг-. гера и элемента И блока являются входамИ блока.

Синхронизатор частот содержит по следовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель мощности, выход, генератора .импуль35 сов является первым выходом синхронизатора, а выходы усилителя мощности

:и делителя частоты — вторым и третьI им .выходами. Формирователь кодов . со-.

"держит лемент. И формирователя, входы которого являются первым и вторым входами формирователя кодов, а выход подключен к счетчику, установочный вход которого является третьим входом формирователя кодов, а выходы счетчика - входами формирователя кодов.

На фиг. 1. представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2— функциональная схема формирователя . О фазовых импульсов; на фиг. 3 — функциональная схема блока синхронизации фазовых импульсов.

Преобразователь содержит синхро низатор 1 частот, первый выход кото" gg рого подключен к одному входу блока

2 синхронизации фазовых импульсов и первому входу формирователя 3 кода.

77 второй выход синхронизатора 1 через фильтр 4.подключен к первичной обмотке СКВТ 5, выходы которого подключены к одним входам формирователя 6 фазовых импульсов.

Выход блока 2 подключен к входам элементов И 7 и 8, выходы которых подключены к установочным входам триггера 9, выходы которого соединены с другими входами формирователя 6>

Третий выход синхронизатора 1 через элемент 10 задержки подключен к одним входам элементов И 11 и 12, другие входы которых соединены с выходами триггера 9, а выходы подключены к установочным входам триггера 13> выходы которого подключены к входам элементов И 7 и 8. Прямой выход триггера 9 подключен к второму входу, а выход элемента И 7 — к третьему входу формирователя 3.

Формирователь 6 фазовьм импульсов (фиг. 2) содержит коммутатор 14 синусоидальных сигналов, выполненный на транзисторах T1 + Т4 и диодах Д1 +

+ Д4, фазосдвигающий элемент 15, выполненный на резисторе R1 и конденсаторе С1, компаратор 16, выполненный на диодах. Д5, Д6 и усилителе 17, дифференцирующем элементе 18 и диоде Д81 причем. четыре транзиСтора Т1 + Т4 попарно подключены коллекторами к вьходным обмоткам СКВТ 5:, на базы транзисторов Т1 и ТЭ через диоды Д1 и Д2 подаются положительные управляющие сигналы с единичного плеча триг- гера 9, а на базы транзисторов Т2 и Т4 через диоды.ДЗ и Д4 — положи. тельные управляющие сигналы с нулевого плеча триггера 9. Объединенные эмиттеры Т1 и Т4 соединены с резистором R1 фазосдвигающего элемента 15, объединенные эмиттеры транзисторов

Т2 и ТЗ вЂ” с конденсатором С1 фазосдвигающего элемента 15, катодом диода Д5, анодом, диода Д6 и первым .входом усилителя 17, выход фазосдвигающего элемента 15 подключен к аноду диода Д5 ° катоду диода Д6 и второму входу усилителя 17, выходы которого соединены соответственно с входами дифференцирующего элемента 18, выход ко,торого подключен к аноду диода Д7, катод которого соединен с первыми входами элементов И 7 и 8.

Блок 2 синхронизации фазовых.им:пульсов (фиг. 3) содержит триггер 19 .и элемент И 20, прямой выход тригге5 1128277 ра 19 соединен с одним входом элемента И 20, выход которого соединен с нулевым входом триггера 19 и является выходом блока 2, а единичный вход триггера 19 и другой вход элемента

И 20 являются входами блока 2.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 9 и 13 находятся в нулевом состоянии. 10

С первого выхода синхронизатора 1 подаются прямоугольные импульсы опорной частоты на вход фильтра 4, который выделяет синусоидальный сигнал опорной частоты и фильтрует гармоники 15 выше первой. С выхода фильтра 4 синусоидальный сигнал подается на входные обмотки СКВТ 5, с выход-ных обмоток которого снимаются синусоидальные синфазные напряжения, 20 амплитуды которых пропорциональны синусу.и косинусу угла поворота нала, и поступают на первый вход формирователя 6.

С выхода фазосдвигающего элемен- 25 та 15 в зависимости от вида подключения снимаются синусоидальные сигналы двух видов, фаза первого из которых пропорциональна углу поворота вала, а фаза второго — дополнению угла до 5о о 360, с выхода усилителя 17 снимаются прямоугольные сигналы, фаза которых пропорциональна углу поворота вала или (при другом подключении) дополнению угла до 360

С выхода дифференцирующего элемента 18 снимаются .импульсные сигналы обеих полярностей. Через диод Д7 проходят импульсы только положительной полярности, которые подаются на пер- 40 вый вход блока 2 синхронизации, на единичный вход триггера 19., С выхода элемента И 20, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 19, а на второй вход .—

45 импульсы тактовой частоты с второго выхода синхронизатора 1 частот, выдается фазовый импульс, синхронизированный с тактовой частотой, который поступает на первые входы элементов 5О

И7и8.

Так как триггер 13 находится в исходном положении в нулевом состоянии, первый фазовый импульс через элемент И 7 проходит на единичный 55 вход триггера 9, перебрасывая его в единичное состояние, а также на первый вход формирователя 3 кода, устанавливая его в исходное состояние (обнуляет счетчик импульсов). °

По сигналу с прямого выхода триггера 9 начинается подсчет импульсов высокой частоты с второго выхода синхронизатора 1 частоты счетчиком импульсов формирователя 3 кода. Кроме того, сигнал с прямого выхода триггера 9 подается на второй вход формирователя 6 для переключения выходных обмоток СКВТ 5.

С третьего выхода синхронизатора

1 частот подается синхроимпульс на вход элемента 10 задержки, где совмещается по времени с той частью периода преобразования, которая соответствует зоне нерабочих углов. Синхроимпульс с выхода элемента 10 подается на первые входы элементов И 11 и 12.

Так как с прямого выхода триггера 9 подается разрешающий сигнал, синхроимпульс через элемент И 11 проходит на единичный вход триггера 13 и перебрасывает его в единичное состояние.

После окончания переходных процессов; вызванных переключением выходных обмоток СКВТ 5, вырабатывается второй фазовый импульс, который с выхода формирователя 6 через элемент И 8, Ю второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 13, проходит на нулевой вход триггера 9 и перебрасывает его в нулевое состояние.

Таким образом, снимается сигнал разрешения подсчета импульсов высокой частоты с выхода синхронизатора 1 частот и формирование двоичного кода заканчивается. Кроме того, на второй вход формирователя 6 подается сигнал переключения выходных обмоток

СКВТ 5 в исходное положение.

Второй синхроимпульс, вырабатыва-. емый синхронизатором 1 частот, через элемент 10 поступает на вход элемента И 12, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера 9.

С выхода элемента. И 12 сигнал поступает на нулевой вход триггера 13 и перебрасывает его в нулевое состояние.

Таким образом, цикл преобразования закончен и преобразователь готов к новому циклу работы.

Для работы устройства необходимо, чтобы зона нерабочих углов была не о менее 90 . Только в этом случае второй синхроимпульс совпадает с той частью периода преобразования, которая соответствует зоне нерабочих углов

1128277 8

Предлагаемый преобразователь поз- углов в рабочей зцне по сравнению с воляет увеличить диапазон измеряемых известным без потери однозначности, 1128277 и8, С9

Составитель А. Смирнов

Редактор И. Николайчук, Техред 3.Палий . Корректор A- Тяско

Заказ 9066/38 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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