Преобразователь угловых перемещений в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Для достижения поставленной цели в преобразователь, содержащий датчик 1 угла, блок 2 питания , устройства 3,4 выборки и хранения (УВХ), блок 5 выбора сектора, преобразователь 12 отклонения напряжений в код (ПОНК), введены регистр , генератор 13 импульсов, делитель 14 частоты, распределитель 15 импуль сов, коммутаторы 16, 17 стробов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18. Датчик выполнен многофазно-многополюсным, а блок 5 выбора сектора состоит из коммутатора 6 фаз, блока 7 ключей, блока 8 компараторов, регистра 9, кодового преобразователя Ю. При включении преобразователя запускается генератор 13 импульсов, формируется напряжение возбуждения датчика 1 угла. По сигналу управления с распределителя 15 и шyльcoв к входу блока 8 компараторов подключаются выходные напряжения датчика 1 угла через блок 7 ключей, полученный код Джонсона записывается в регистре 9. Этот код преобразуется преобразователем 10 в двоичный код, младшие разряды которого управляют коммутатором 6 фаз, подключающим через УВХ 3, 4 к входам ПОНК 12 два квадратурных сигнала,с i СЛ со sl 00 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

5 А1 (19) (11) (511 4 Н 03 И 1!38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3981370/24-24 (22) I 9. 11 . 85 (46) 23.10,87. Бюл. Ф 39 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) В. И. Смирнов (53) 681.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 693414, кл. G 08 С 9/04, 1976, Electronic Design, 1970, April 12, У 8, р. 77, 22. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, Целью изобретения является повышение точ— ности преобразования, Для достижения поставленной цели в преобразователь„ содержащий датчик 1 угла, блок 2 питания, устройства 3,4 выборки и хранения (УВХ), блок 5 выбора сектора, преобразователь 12 отклонения напряжений в код (ПОНК), введены регистр

11, генератор 13 импульсов, делитель

14 частоты, распределитель 15 импуль сов, коммутаторы 16, 17 стробов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, Датчик выполнен многофазно-многополюсным, а блок 5 выбора сектора состоит из коммутатора 6 фаз, блока 7 ключей, блока 8 компараторов, регистра 9, кодового преобразователя 10. При включении преобразователя запускается генератор 13 импульсов, формируется напряжение возбуждения датчика 1 угла. о сигналу управления с распределителя 15 импульсов к входу блока

8 компараторов подключаются выходные напряжения датчика 1 угла через блок

7 ключей, полученный код Джонсона записывается в регистре 9. Этот код преобразуется преобразователем 10 в двоичный код, младшие разряды которого управляют коммутатором 6 фаз, подключающим через УВХ 3, 4 к входам

ПОНК 12 два квадратурных сигнала,с

1 347185 выхода датчика 1 угла, линейно изме- и ПОНК 12 образуют код, соответстняющихся в данном угловом положении. вующий угловому положению вала.

Выходные коды блока 5 выбора сектора 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для передачи информации об угловых перемещениях объекта s вычислительное устройство. !Э

Целью изобретения является повышение точности преобразователе.

На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя.угловых перемещений в код; на фиг. 2— преобразователь отношения напряжений в код; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя отношения напряжений в код, Преобразователь угловых перемеще15 ний в код содержит многофазно-многополюсный датчик 1 угла., блок 2 питания, устройства 3 и 4 выборки и хранения (УВХ)., блок 5 выбора сектора, состоящий из коммутатора 6 фаз, блока 7 ключей, блока 8 компараторов, регистра 9, кодового преобразователя

l0 регистр 11, преобразователь 2 отношения напряжений в код (ПОНК), 25 генератор 13 импульсов, делитель 14 часто ты, распределитель 1 5 имп уль сов, коммутаторы 16 и 17 стробов, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18.

ПОНК 12 содержит RS-триггер 19, элемент И 20, регистр 21 последовательных приближений, преобразователь

22 кода в напряжение, операционный усилитель 23, компаратор 24, резистор 25.

Преобразователь угловых перемеще- З5 ний в код работает следующим образом.

При включении питания преобразователя запускается генератор 13, частота сигналов которого делится до несущей f делителем 14. Сигнал частоты после преобразования в синусоидальную форму и усиления в блоке 2 питания поступает на обмотки возбуждения датчика 1. На выходах фаз последнего формируется система напряжений Бф — U имеющих пространствен4 е Фзз ный сдвиг от фазы к фазе на величину — Ъ /шр, где m — число фаз датчика; р — число полюсов датчика, и изменяющихся в функции угла по определенному закону. Закон изменения функции

F () = в диапазоне q близок (4.) () ф б( к линейному, причем фаза (i +. k) сдвинута относительно фазы i на

90 эл.град. На первом выходе распределителя 15 с временным сдвигом, (фиг. 3) формируется импульсный сигнал Строб !" с шириной импульса

На время открываются ключи в блоке 7 и мгновенные значения выходных напряжений всех фаз датчика 1 подключаются к входам компараторов блока 8 компараторов, Компараторы блока 8 производят сравнение сигналов U > — U с нулеBbIM потенциалом, результаты сравнения записываются в регистр 9 по перепаду О/1 сигнала "Строб 1", Код

Джонсона с выхода регистра 9 преобразуется в кодовом преобразователе

10 в нормальный двоичный код У< младшие разряды которого управляют коммутатором 6. При этом в зависимости от этого кода к выходам коммутатора 6 подключается та или иная пара квадратурных фаз, отношение выходных сигналов которых U, и U « преобразуется в ПОНК 12 в код Y

Подключаемые к выходу коммутатора

6 сигнальная и опорная фазы в различных угловых диапазонах имеют как прямую, так и обратную полуволны огибающей выходного сигнала !1ф. Однополярность напряжений Uz н Бф, поступающих на входы ПОНК 12б обеспечивается управлением "Строб 2", который подается на управляющие входы УВХ 3 и 4 с выходов коммутаторов 16 и 17 стробов, Сигнал ".Строб 2-1" следует в функции времени сразу за сигналом

"Строб 1", сигнал "С гроб 2-2" сдвинут относительно сигнала "Строб 2-1" на

180 эл. град. (фиг. 3) .

47!85

3 13

llринцип управления коммутатор ами

16 и 17 стробов заключается в следу— ющем. Для напряжения U„ сигнальной фазы в угловом диалазоне О < J, и на УВХ 4 поступает "Строб 2-1", в диапазоне и, <2 /г — "Строб 2-2", управление коммутатором l б осуществляется старшим разрядом кода Y

Для напряжения U>„oïîðíoé фазы соответствие угловых диапазонов стробирующему сигналу на УВХ 3 следующее:

О C 8 —" "Строб 2-2", u/2 ("Строб 2-1", li 2.43/2 ir "Стр б 2 — 1"

Ф 1

3/2 e < d (2 Г "Строб 2-2". Управление же коммутацией осуществляется выходным сигналом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJIH на входы которого подаются сигналы двух старших разрядов кода У<.

Аналоговый Пд и опорный U> сигналы после стробирования в УВХ 3 и 4 подаются на соответствующие входы

ПОНК 12, Запуск ПОНК 12 осуществляется сигналом "Строб 2-1" (фиг. 3), при этом RS-триггер.,19 перебрасывается в "l", Элемент И 20, на выхо— ды которого подаются выходной сигнал триггера 19 и сигнал "Строб 2-1", осуществляет задержку запуска на величину аз, определяемую шириной им— пульса "Строб 2-1", и выдает сигнал

Разрешение счета" на другой элемент

И 20, который выполняет функцию вентиля тактовых импульсов, поступающих на тактовый вход регистра 21 последовательных приближений, Задержка запуска ПОНК 12 необходима для определения мгновенных значений сигналов

Uä и Б,щ и записи их в УВХ 4 .и 3.

При поступлении на вход С регистра

21 идет процесс преобразования линейной функции отношения напряжений в код по известному принципу следящего уравновешивания. Сигнал об окончании преобразования формируется в виде перепада О/1 H b o QC регистра 21. Этим сигналом триггер 19 перебрасывается в исходное состояние, код У с выхода регистра 21 по сигна— лу Запись" записывается в регистр

ll в котором формируется выходной код преобразователя. Одновременно в него производится запись кода Y т.е. старших разрядов. В регистре Il записывается, таким образом, двоичныи код Y, + У, пропорциональнын yr ловому перемещению 4

Фор мула изобретения

l . Преобразователь угловых пере— мещений в код, содержащий датчик yr-!

ð ла, вход которого соединен с вы>:одом блока питания, блок выбора сектора, преобразователь отношения напряжений в код, два устройства выборки и хранения, отличающийся тем, )5 что,-.с целью повышения точности преобразователя, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, распределитель импульсов, два коммутатора стробов, элемент ИСКЛЮЧА!011(ЕЕ ИЛИ

2р и регистр, а датчик угла выполнен многофазно †многополюсн, выходы датчика угла подключены к информационным входам блока выбора сектора, выходы которого подключены к информационным

25 входам первого и второго устройств выборки и хранения, выходы которых подключены к аналоговым входам преобразователя отношения напряжений в код, выходы разрядов которого подклюЗО чены к одной группе входов регистра, а выход конца преобразования — к управляющему входу регистра, выход генератора импульсов подключен к тактовому входу преобразователя отношенапряжений в код и через частоты — к входу блока питания и входу распределителя импульсов, пер— вый выход которого подключен к управляющему входу блока выбора сектора, второй выход †. к управляющему входу преобразователя отношения напряжений в код и к одним информационным входам первого и второго коммутаторов стробов, другие информационные вхо45 ды которых соединены с третьим выхо— дом распределителя импульсов, выход старшего разряда блока выбора сектора соединен с управляющим входом первого коммутатора стробов и с пер5р вым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом предпоследнего старшего разряда блока выбора сектора, а выход подключен к управляющему входу второго коммутатора стробов, выходы первого и второго коммутаторов стробов подключены к управляющим входам первого и второго устройств выборки и хранения соответственно, выходы блока вы1347185

08>lp и

"5i g,ц

ФигЗ

Составитель М, Сидорова

Техред А. Кравчук Корректор Н, $

Король

Редактор И, Шулла

Заказ 5128/52

Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, yJI. 1lpoeKòíÿÿ, бора сектора подключены к другой группе входов регистра.

2 ° Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок выбора сектора содержит коммутатор фаз последовательно соединенные блок ключей, блок компараторов, регистр, кодовый преобразователь, выходы которого являются выходами блока выбора сектора, входы блока ключей и инфор-, мационные входы Коммутатора фаз объединены и являются входами блока выбора сектора, выходы младших разрядов кодового преобразователя подклю— чены к управляющим входам ключей, управляющие входы блока ключей и регистра объединены и являются управ10 ляющим входом блока выбора .сектора.