Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД по авт.. св. № 903929, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя , в него введены второй и третий нуль-органы, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и коммутатор, информационные входы которого соединены с выходами цифрового синусно-косинусного формирователя, а первый и второй выходы - с первыми входами второго и третьего блоков элементов И соответственно, выходы блока фазочувствительных детекторов через второй и третий нульорганы соответственно подключены к первому и второму входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, выходы второго и третьего нуль-органов подключены г к третьим входам соответственного второго и первого преобразователей (Л код - напряжение.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.()9) (! !) у!),(Н 03 M 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 903929 (21) 3721448/24-24 (22) 13.01.84 (46) 15.09.85 ° Бюл. N - 34 (72) И.M. Урецкий, С.В. Просвирнин, A.Ë. Юфа и М.А. Махлин (53) 68 1.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 903929, кл. С 08 С 9/04, 1980 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД по авт..св. № 903929, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя„ в него введены второй и третий нуль-органы, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и коммутатор, информационные входы которого соединены с выходами цифрового синусно-косинусного формирователя, а первый и второй выходы - c первыми входами второго и третьего блоков элементов И соответственно, выходы блока фазочувствительных детекторов. через второй и третий нульорганы соответственно подключены к первому и второму входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, выходы второго и третьего нуль-органов подключены к третьим входам соответственного второго и первого преобразователей код - напряжение.

1 1179

Изобретейие относится к автоматике и вычислительщ и технике и может быть использоьано в системах управления для ввода угловых величин в цифровую вычислительную машину, а также в"системНГавтоматического регулирования, связанных с угловыми перемещениями, и является усовершенствованием преобразователя угла поворота вала в код l0 по авт. св. Н 903929.

Целью изобретения. является повышение быстродействия преобразователя.

На ч ртеже представлена струк- 15 тури ° ..«ма преобразователя.

,!р,..раз<.ватель содержит генерач ср 1 111нульсов, счетчик 2, цифроHoII гивуcllQ" êoñèíóñíûé формирователь 3, блоки 4 — 6 элементов И, сивусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 7, блок 8 фазочувствительных детекторов (ФЧЦ), преобразователи 9 и 10 код — напряжение, суммирующий усилитель 1 1 нуль-органы 12 — 14, элемент 15 ИСКЛ10ЧА10111ЕЕ ИЛИ, коммутатор 16.

Выхо;.i генератора 1 импульсов соединен с входом счетчика 2, выходы разрядов которого подключены к первым входам цифрового синусно-косннусного формирователя 3 и блока 4 элементов И. Выходы кодов синуса и косинуса формирователя 3 через коммутатор 16 подключены соответственно к первым входам блоков 5 и 6 элементов И и к цифровым входам преобразователей 9 и 10 код— напряжение, выходы которых через суммирующий усилитель 11 подклю- 40 чены к первому нуль-органу 12, выход которого соединен со вторыми входами блоков 4 — 6 элементов И, Выходные обмотки СКВТ 7 соединены со входами блока 8 фазочувствитель- 45 ных детекторов, соответствующие вь|ходы которого подключены к аналоговым входам преобразователей 9 и 10 код — напряжение и входам нуль-органов 13 и 14. Выход нуль- 50 органа 13 соединен со знаковым разрядом преобразователя 10 ипервым входом элемента 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход нуль-органа 14 соединен со знаковым разрядом преоб- 55 разователя 9 и вторым входом элемента 15 ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход ко торого подключен к управляющему

536 2 входу коммутатора 16. Выходы блока 4 элементов И совместно с выходами нуль-органа 14 и элемента 15 являются выходами кода угла устройства. Выходы блока 5 элементов И совместно с выходом нуль-органа 14 являются выходами кода синуса угла. Выходы блока 6 элементов И совместно с выходом нуль-органа 13 являются выходами кода косинуса угла.

Преобразователи 9 и 10 код — напряжение представляют собой умножающие цифроаналоговые преобразователи, обеспечивающие перемножение двух функций, одна из которых задана аналоговым напряжением, 1 а другая — цифровым кодом, причем в зависимости от значения знакового разряда выходное напряжение преобразователей меняет свою полярность»

Цифровой синусно-косинусный формирователь 3 может быть выполнен на основе двух идентичных блоков постоянной памяти, хранящих эна»«д осха-. У с

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 поступают на счетчик 2, на выходах которого формируется циклический код, образующий временную шкалу преобразования. Этот код поступает на первые входы блока 4 элементов И и на входы формирователя 3, на выходах которого формируются коды синуса и косинуса угла, значение которого задается кодом счетчика 2, Коды синуса и косинуса угла через коммутатор 16 поступают на первые входы блоков 5 и 6 элементов И и на цифровые входы преобразователей 9 и 10 код - напряжение. На статорную обмотку СКВТ 7 непосредственно от источника питания U подаети ся переменное напряжение. Переменные напряжения с. выходных обмоток

СКВТ 7, амплитуда которых изменяется по закону синуса и косинуса угла поворота ротора СКВТ 7, подаются на входы блока 8 фазочувствительных детекторов, на выходах которого формируются постоянные напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла о.поворота ротора

СКВТ 7

I

Ц, (t) = Usin o.

U< (t) = Ucos O..

Эти напряжения поступают соответственно .на аналоговые входы преобразователей 9, 10 и на входы нуль-органов 13 и 14. Нуль-органы 13 и 14 срабатывают при изменении полярности выходных напряжений блока 8 фазочувствительных детекторов и таким образом определяют знаки косинуса и синуса преобразуемого угла. Сигналы с выходов нульорганов 13 и 14 поступают на входы элемента 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и на знаковые входы преобразователей 9 и 10 код — напряжение.

В зависимости от квадранта, в котором находится искомый угол поворота ротора СКВТ 7, с выхода элемента 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поступает сигнал управления на управляющий Вход кОммутатора 16, обеспечи вающий подключение на соответствующий выход кодов синуса или косинуса формирователя 3 в соответствии с таблицей.

Преобразователи 9 и 10 осуществляют цифроаналоговое перемножение напряжений Ц, (O), V (e), посту" пающих на их аналоговые входы с блока 8 фазочувствительных детекторов, на коды синуса и косинуса, поданных на их цифровые входы, при этом знаком выходного напряжения преобразователя 9 управляет нуль орган 14, выход которого подключен к знаковому разряду преобразователя 9, а знаком выходного напряжения преобразователя 10 управляет нуЯь-орган 13, выход которого под ключен к знаковому разряду пре, образователя 10. В результате такоrî перемножения на выходах преобразователей 9 и 10 формируются напряжения, закон изменения которых с учетом знака приведен в таблице.

Напряжения с выходов преобразователей 9 и 10 поступают на суммирующий и вычитающий входы суммирующего усилителя 11, в результа1179536 4

13

50 те чего напряжение на выходе усилителя 11 изменяется по закону U1(t)

= Usin(x-9 ), т ° е. на выходе суммирующего усилителя 11 на интервале изменения аргумента о 6 х формируется синусоидальное напряжение со сдвигом фазы, определяемой углом поворота ротора СКВТ 7, Напряжение с выхода усилителя 11 подается на нуль-орган 12, который формирует импульсы в момент перехода через нуль от ьтрицательного значения к положительному. Эти импульсы поступают на вторые входы блоков 4 — 6 элементов И, разрешая .считывание кодов с выходов счетчика 2 и формирователя 3.

Так как в момент срабатывания нуль-органа 12 содержимое счетчика 2 представляет собой цифровой эквивалент приведенного угла 9 по» ворота ротора СКВТ 7 (х = 6.), то в этот момент с выхода блока 4 элементов И может быть считано значение кода приведенного угла Ф, которое совместно с двумя старшими разрядами, определяемыми состоянием нуль-органа 14 и элемента 15

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, дает значение кода искомого угла поворота Ю- ротора

СКВТ 7, с выхода блока 5 элементов И может быть считано значение кода синуса угла sinO, причем знак синуса определяется состояни-. ем нуль-органа 14, а с выхода блока 6 элементов И может быть считано значение кода косинуса угла соз б причем знак косинуса определяется состоянием нуль-органа 13.

Как видно из описания работы преобразователя, преобразование угла поворота вала в код осущест-. вляется на интервале изменения аргумента 0 х, в то время как в известном устройстве преобразование осуществляется на интервале изГ менения аргумента 0 4х 2А, т.е. время преобразования уменьшено в

4 раза беэ увеличения требований к быстродействию входящих в него узлов.

1179536

Выходы блока 3

ФЧД

U„(e) и (б) 10 та

14 13

0 0 0

0 1 1

1 1 0

81п д" cos д

% °

Ф

cosxsin y sinxcos Оcosx sinx ф сов д -sin Э

sinx cosx

У

Ф

-sin Ф -cos О.

sinx

cosx

%-3 1пхсоя б--cosxs in д

2 ) -cos.ä.

ЗМ

sin

sinx

1 0 1

cosx

Ф" приведенное к одному квадранту значение угла поворота ротора СКБТ 7;

0(6L* k

Составитель А. Смирнов

Редактор Н. Горват Техред С.Йовжий Корректор В. Синицкая

Заказ 5696/61 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЛ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Интервал изменения угла

Выход . нуль-ор гана

Выход элеменВыход формиро- Выход преобразовавателя 3 теля !

Х

s1nxc0s19- созхя1П

М созх91п О $1пхс0$