Преобразователь угловой скорости в код

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Н 03 M 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3369908/18-24 (22) 21.12.81 (46) 07.02.87. Бюл. Ф 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) В.Н.Данилов и Н.Т.Малюк (53) 621. 314 (088. 8) (56) 1. Проектирование аналого-цифровых систем-на интегральных схемах./Dop ред. проф. Б.В.Шамрая, Л.: Машиностроение, 1976, с. 177-180, 194-195.

2. Авторское свидетельство СССР

В 794516, кл, G 08 С 9/00, 1979. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОЙ

СКОРОСТИ В КОД, содержащий генератор, первый выход которого через последовательно соединенные делитель частоты и усилитель подключен к датчику положения, выход которого соединен с первым входом фазового дискриминатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения преобразователя, в него введены первый, второй, третий и четвертый ключи, первый и второй формирователи импульсов, первый, второй и третий счетчики, регистр и накапливающий регистр, первый выход генератора соединен с первым входом

„„SU„„1288736 А 1 первого счетчика, перьый выход фазового дискриминатора соединен с входом первого формирователя импульсов, второй выход — с первым входом nepsoro ключа, а третий выход — с первым входом второго ключа, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с вторым и третьим входами первого счетчика, выход которого через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом фазового дискриминатора, первый выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго и третьего Ж счетчиков, первый и второй выходы генератора соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого ключей, первый выход первого формирователя импульсов соединен с вторыми входами второго и третьего счетчиков, а второй выход с вторыми входами первого и второго ключей и первыми входами регистра и накапливающего регистра„ выход второго 00 счетчика соединен с вторыми входами регистра, накапливающего регистра и CQ четвертым входом первого счетчика, 1 ф выход третьего счетчика соединен с третьим входом регистра.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольмерения и автоматического регулирования исполнительных механизмов с 5 фазовыми датчиками положения, Известны измерители скорости, содержащие генератор, первый счетчик, у .илитель мощности, датчик, блок управления, второй счетчик, линию задержки, вычитающее устройство Г11, В таких измерителях измерение скорости определяется циклически с частотой питания датчика, вырабатываемой первым счетчиком. Вначале временной интервал между якорным сигналом и сигналом датчика, пропорциональный углу поворота эа время

A t равное периоду выходного сигнала датчика, преобразуется в код, а затем вычисляется первая производная.

Однако эти измерители сложны, не обладают достаточной точностью. 25

Наиболее близким к изобретению по техниче ской сущно сти явля ет ся измеритель скорости, содержащий датчик положения, соединенный с фазовым дискриминатором, выход которого соединен через делитель и усилитель с управляемым генератором и сумматором, опорный генератор, соединенный через делитель и усилитель мощности с датчиком положения (2 ).

Этот измеритель не обеспечивает требуемой точности из-эа низкой точности преобразования выходных сигналов фазовых дискриминаторов в частотные сигналы.

Цель изобретения — повьппение точности и .упрощения преобразователя угловой скорости в код.

Поставленная цель достигается тем, 4 что в преобразователь угловой "корости в код, содержащий генератор, первый выход которого соединен через последовательно соединенные делитель частоты и усилитель с датчиком положения, выход которого соединен с первым входом фазового дискриминатора, введены первый, второй, третий и четвертый ключи, первый и второй формирователи импульсов, первый, второй и третий счетчики, регистр и накапливающий регистр, первый выход генератора соединен с первым входом первого счетчика, первый вызовано в высокоточных системах иэ1288736 2 ход фазового дискриминатора соединен с входом первого формирователя импульсов, второй выход фазового дискриминатора соединен с первым входом первого ключа, а третий выход— с первым входом второго ключа, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с вторым и третьим входами первого счетчика, выход которого через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом фазового дискриминатора, первый вы ход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго и третьего. счетчиков, первый и второй выходы генератора соединены со вторыми входами соответственно. третьего и четвертого ключей, первый выход

1 первого формирователя импульсов соединен с вторыми входами второго и третьего счетчиков, а второй выход — с вторыми входами первого и второго ключей и первыми входами регистра и накапливающего регистра, выход второго счетчика соединен с вторыми входами регистра и накапливающего регистра и четвертым входом первого счетчика, выход третьего счетчика соединен с третьим входом регистра.

На фиг, 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь угловой скорости содержит генератор I блок 2 питания датчика, содержащий делитель 3 частоты и усилитель 4 мощности, датчик 5 положения, фазовый дискриминатор 6, счетчик 7, выход 8 счетчика

7, ключ 9, счетчик 10 выход 11 фазового дискриминатора 6, ключ 12, счетчик 13, ключи 14 и 15, формирователь 16 импульсов, регистр 17, выходы 18 и 19 формирователя )6 импульсов, вход 20 счетчика 10 вход

21 счетчика 13, вход 22 регистра 17, входы 22 и 24 счетчика 7, выходы 25 и 26 фазового дискриминатора 6 выход 27 счетчика 10, входы 28 и 29 фазового дискриминатора 6, выход 30 делителя 3 частоты, накапливающий регистр 31 выходы 32 и 33 генератора 1, формирователь 34 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.! 288736

При неподвижном фазовращателе и

Ч= 0 частоты сигналов по выходам т

30, 28 и 8 одинаковы, фазовые сдвиги между ними отсутствуют. При изменении угла поворота, например, в 5 направлении "Вперед" (фиг,2а) сигнал на выходе 8 счетчика 7 появляется раньше сигнала на входе 28 от датчика 5. По заднему фронту сигнала на выходах 11 и 25 фазового дискриминатора 6 устанавливается "1". По переднему фронту сигнала с выхода 11 фазового дискриминатора 6 ключи 9 и

12 открываются и на входы счетчиков

10 и 13 поступают импульсы..генератора 1> В момент времени t по заднему фронту сигнала на входе 28 на выходе 11 фазового дискриминатора 6 устанавливается "0", на выходе 25 сигнал сохраняется единичного уровня, ключи 9 и 12 закрываются, на выходах

19 и 18 формирователя 16 появляются импульсы. Импульсом с выхода 19 счетчик 7 устанавливается в "0", фаза выходных сигналов с выхода 8

"привязывается" к фазе сигнала датчика. Этим же импульсом код счетчика 13 переписывается в регистр

17. Импульсом с выхода 18 счетчики

10 и 13 обнуляются. 30

Учитывая, что в схеме циклически с частотой сигнала датчика 5 поддерживается фазовый сдвиг между сигналом датчика 5 и опорным — сигналом с выхода 8 счетчика 7, равным О, 35 коды счетчиков 10 и 13 равны скорости поворота выходной оси фазовращателя.

Емкость N счетчиков 7 и 10 и делителя 3 выбирается одинаковой, их ве- 40 личина определяется из технических требований ценой (дискретной) единичного перемещения, равной 2!!/N.

Емкость счетчика 13 принимается мак-. симально возможной иэ условия быстро- 45 действий принятой элементной базы.

Этим самым добиваются максимально возможной разрядности кода скорости

N при номинальном ее значении.

В моменты времени t tt и так 50 далее процессы в измерителе повторяются.

При вращении оси фаэоврашателя в обратном направлении (фиг. 2б) сигнал на выходе датчика 5 опережает по фазе сигнал с выхода 8 счетчика 7. В момент времени по переднему фронту сигнала с входа 28 на выходах 11 и 26 фазового дискриминатора 6 устанавливаются сигналы единичного уровня, ключи 9 и 12 открываются, коды счетчиков 10 и 13 увеличиваются. Одновремнно открывает" ся ключ 15, импульсом с выхода

19 по заднему фронту сигнала с выхо( да 8 в момент времени t в счетчик 2

7 записывается выходной код счетчика

10, .что эквивалентно нулевому значению кода счетчика 7 в момент времени t (пунктирная линия) . Фаза сНгнала на выходе 8 счетчика 7 "привязывается" к фазе сигнала на выходе датчика 5. Одновременно код счетчика 13 переписывается в регистр 17.

Импульсом с выхода 18 счетчики 10 и

13 обнуляются. !

В моменты времени С, t,... опиф ° ° ° санные процессы в преобразователе повторяются.

При подключении к выходу 27 счетчика 10 накапливающего регистра 31 управляемого сигналом с выхода 19 формирователя 16, на выходе регистра 31 формируется код N равный углу поворота 4

Предлагаемый преобразователь универсален. Он может работать с любым типом фазовращателя. Включение накапливающего регистра 31 расширяет его функционапьные воэможности: можно измерять и скорость, и угол поворота. При этом точность измерения скорости беэ снижения быстродействия можно увеличить по сравнению с иэвестньпж устройствами данного класса до 10-20 раз.

Предлагаемый преобразователь проще, так как по сравнению с известными устройствами не требуется многоразрядный преобразователь угол-код, обеспечивающий измерение угла в пределах + 23 ш, где m — число шагов датчика.

1288736

4риг. f

8 гю

Составитель А.Сидоренко

Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н.Бобкова

Заказ 7811/49 Тираж 922 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4