Преобразователь угла поворота вала в код
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и используется для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Цель изобретения - повышение точности преобразования углового перемещения в код. С этой целью в преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов , первый счетчик, компаратор, триггер и источник питания, соединенные синусно-косинусным датчиком, введены второй счетчик, блок совпадения, устройство выборки и хранения (УВХ), реверсивный счетчик и дешифратор. В исходном состоянии первый счетчик обнулен, а дешифратор находится в произвольном состоянии (число N ). При накоплении во втором счетчике числа N блок совпадения, осуществляющий сравнение выходных кодов второго счетчика и дешифратора, выходным сигналом запускает триггер, который управляет работой УВХ и в этом случае переводит его в режим хранения. УВХ запоминает значение сигнала синусного выхода датчика. Компаратор срагзнивает сигнал с выхода УВХ с сигналом косинусного выхода датчика, сигнал о результате сравнения с выхода компаратора управляет работой реверсивного счетчика. Одновременно сигналом с триггера снимается блокировка с входа установки в О первого счетчика, который начинает счет и fflyльcuв тактовой частоть. Через четверть периода частоты питания датчика срабатывает дешифратор, сигнал с которого поступает на счетный вход реверсивного счетчика и уменьшает или увеличивает его содержимое на единицу в зависимости от сигнала компаратора. В следующем такте сбрасывается триггер, обнуляется первый счетчик, а УВХ переводится в режим записи. Этот цикл повторяется до достижения сигналов на входах компаратора, близких друг к другу, в этом случае код реверсивного счетчика пропорционален углу поворота датчика. 1 ил. § сл го со СО ю ОС ГО
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 П 03 И 1/48 с !
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 j 3803820/24-24 (22) 17. 10.84 (46) 23.05.86. Бюл. М 19 (72) A.К.Леонтьев (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 942101, кл. G 08 С 9/00, 1980.
Авторское свидетельство СССР
Ф 631964, кл. G 08 С 9/00, 1976. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА
ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и используется для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Цель изобретения — повышение точности преобразования углового перемещения в код.
С этой целью в преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, первый счетчик, компаратор, триггер и источник питания, соединенные синусно-косинусным датчиком, введены второй счетчик, блок совпадения, устройство выборки и хранения (УВХ), реверсивный счетчик и дешифратор.
В исходном состоянии первый счетчик обнулен, а дешифратор находится в произвольном состоянии (число N,). При накоплении во втором счетчике чис„„SU„„1233282 А1 ла N блок совпадения, осуществляющий сравнение выходных кодов второго счетчика и дешифратора, выходным с.игналом запускает триггер, который управляет работой УВХ и в этом случае переводит его н режим хранения. УВХ запоминает значение сигнала синусного выхода датчика. Компаратор сравнивает сигнал с выхода УВХ с сигналом косинусного выхода датчика, сигнал о результате сравнения с выхода компаратора управляет работой реверсивного счетчика. Одновременно сигналом с триггера снимается блокировка с входа установки в 0 первого счетчика, который начинает счет импульсов тактовой частоты. Через четверть периода частоты питания датчика срабатывает дешифратор, сигнал с которого поступает на счетный вход реверсивного счетчика и уменьшает или увеличивает
его содержимое на единицу в зависимости от сигнала компаратора. В следующем такте сбрасывается триггер, обнуляется первый счетчик, а УВХ переводится в режим записи. Этот цикл повторяется до достижения сигналов на входах компаратора, близких друг к другу, в этом случае код реверсивного счетчика пропорционален углу по— ворота датчика. 1 ил.
1 12332
Изобретение относится к автоматике и вычислигельной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительнь1м устройством.
Цель изобретения — повьш(ение точ5 ности преобразования угло :-.ого перемещения В код, Ва чертеже представлена структурная схема преобразователя угла пово10 рота вала в код.
Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчики 2 и 3, компаратор 4, триггер 5, синусно-косинусный датчик 6, источник 7 питания, блок 8 совпадения, устройство 9 выборки и хранения, реверсивный счетчик 10 и дешифратор 11
Устройство работает следующим образом.
Счетчик 3 осуществляет деление частоты Е генератора 1 до частоты f питания синусно-косинусного датчика 6. Источник 7 питания осуществляет фильтрацию сигнала старшего разря— да счетчика 3 для выделения первой гармоники с малым коэффициентом нелинейных искажений и усиление сигнала по мощности. Выходными сигналами синусно-косипусного датчика 6 являются напряжения, пропорциональные синусу и.косинусу угла поворота его ocu.
В исходном состоянии счетчик 2 обнулен сигналом триггера 5, а устройство 9 выборки и хранения находится под воздействием сигнала триггера 5 в режиме записи. Исходное сос— тояние реверсивного счетчика 10 произвольное.Пусть в исходном состоянии с.одержимое реверсивного счетчика 10 равно N,, тогда при накоплении в с 1етчике 3 числа 1(1, на выходе блока 8 совпадения формируется сигнал, запускающий триггер 5. Сигналом триггера 5 устройство 9 выборки и хранения переводится в режим хранения и запомина— ет соответствующее этому моменту времени мгновенное значение сигнала синусного выхода датчика 6. Компаратор 4 сравнивает сигнал с выхода устройства 9 выборки и хра нения и сигнал косинусного выхоца датчика 6.
Сигнал о резул1т(1те сравн(ния (Г(ыхода компаратора 4 поступает на управляющий вход реверсивного счетчика 10.
Одновременно cèãíÿïoì три(1ера 5 (нимзе Гся IJIottttpoBK3 (IIYi(ла с1 тан(>1(ни 11 (I" ((t(Гчи (1 2. (((т t((2 1,"(чи82 2 нает счет импульсов тактовой частоты f и через время, равное четверти периода частоты f, срабатывает дешифратор 11. Время, равное четверти периода частоты fo от появления сигнала с триг ера 5 до появления сигнала с дешифратора 11, обеспечивается соответствующей конфигурацией дешифратора 11. Сигналом дешифратора 11, поступаю(цим на счетный вход реверсивного счетчика 10, содержимое реверсивного счетчика 10 увеличивается или уменьшается на единицу в зависимости от сигнала компаратора 4, поступан1щего на управляющий вход реверсивного счетчика l0. Содержимое реверсивного счетчика 10 увеличивается на единицу, если в момент появления сигнала дешифратора 11 напряжение косинусного выхода датчика 6 больше выходного сигнала устройства 9 выборки и хранения. В противном случае содержимое реверсивного счетчика 10 уменьшается на единицу.
Одновременно сигналом дешифратора 11 в очередном такте частоты f q сбрасывается триггер 5, сигналом триггера 5 обнуляется счетчик 2, и устройство 9 выборки и хранения переводится в режим записи. Первый цикл преобразования на этом заканчивается.
При этом реверсивный счетчик 10 принимает новое значение N,,B следую7 щем цикле преобразова ния все процессы повторяются аналогично описанному и содержимое реверсивного счетчика 10 пригн(мает значение Ni, . В дальнейшем содержимое ревер(ивног о счетчика 10 изменя(.тся до тех пор, пока HQ примет некоторого значения N, около которого, при постоянном значении угла, будет совершать колебания на одну единицу младшего разряда реверсивного счетчика 10. Изменение положения датчика б приводит к изменению сооТНо
iI1(ItIsa сигналов синусного и косинусного выходов датчика б и к соответствующему изменению кода реверсивного счетчика 10.
В установившемся режиме при достато:iilo большой разрядности счетчиков 10 и 3 напряжения на входах комIIаратора 4 в момент формирования сигн а(1а де шифратора 1 1 б(:д1(т оли 3 ки EtpvI к другу, а коп реверсивного счетчика 10 11ропорпионалеFI углу поворота ос 1 си((усно-косинусного датчика 6.
Паi(а l I 1(ый фа зон(ill (,((ви1 .((It I ll;1 (1(1в . 1» Г I (1 i(11 6 1 (Же Г бы Г I (. К ЛМ11(и(11 ((Р 3 ) t
123 )282
4 тактовых импульсов соединен с входом синхронизации реверсивного счетчика и счетными входами первого и второго счетчиков, выхоцы первого счетчика соединены с входами дешифратора, выход которого соединен со счетным входом реверсивног.о счетчика и первым входом триггера, выход которого соединен с входом установки в "0" первого счетчика и управляющим входом устройства выборки и хранения, вход которого соединен с первым выходом синусно-косинусного датчика, а выход— с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с вторым выходом синусно-косинусного датчика, а выход — с управляющим входом реверсивного счетчика, выходы которого являются выходом преобразователя и соединены с первой группой входов блока совпадения, выход которого соединен с вторым входом триггера, выходы второго счетчика соединены с второй группой входов блока совпадения, выход старшего разряда второго счетчика соединен с входом источника питания. его начальной уста ногг кой или тарнронкой преобразователя при нулевом положении датчика 6.
Дискретность преобразования предлагаемого преобразователя на зависит от величшгы сигнала синусно-косинусного датчика Ь и определяется только разрядностью счетчиков 2,3 и 10. Для уменьшения дискретности преобразования достаточно увеличить число разря- 1О дов этих счетчиков.
Формула изобретения
Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор тактовых импульсов, первый счетчик, компаратор, триггер, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и источник питания, выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика, 20 отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены второй счетчик, блок совпадения, устройство выборки и хранения, реверсивный счетчик и дешифратор, выход генератора
Составитель А.Сидоренко
Редактор А.Сабо Техред О.Сопко Корректор С.Черни
Заказ 2782/57 Тираж 816 Подписное
ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Прои.гвоцственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4
