Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения точности путем уменьшения влияния изменения частоты питающего напряжения на длительность выходных импульсов в преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник 1 переменного напряжения, фазовращатель 2, блок 3 преобразования сдвига фазы в длительность импульсов, введены ключ 4, блок 5 преобразования частоты в ток, интегрирующий элемент 6, источник 7 тока, операционный усилитель 8. Фазовращатель 2 формирует два прямоугольных сигнала, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол, пропорциональный углу α поворота вала фазовращателя. Блок 3 формирует временной интервал, длительность которого пропорциональна произведению угла α поворота вала на длительность периода T переменного напряжения источника 1. Блок 5 формирует постоянный ток, величина которого пропорциональна частоте K/T источника 1. Этот ток в течение длительности выходного импульса α T блока 3 интегрируется элементом 6. После окончания выходного импульса блока 3 производится интегрирование в обратном направлении элементом 6 тока источника 7. В результате на выходе операционного усилителя 8 формируется импульс, длительность которого зависит только от угла α и не зависит от частоты напряжения источника 1. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

цм СИ1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l) 5 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.1 (21) 4328807/24-24 (22) 17.11,87 (46) 07.01.90. Бюл. Р 1 (72) Г.М. Косач, Д.М. Панов и В.И. Турченков (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 1137581, кл. Н 03 M 1/22, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1470164, кл. Н 03 М 1/50, 25.06.87. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСОВ

{57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

С целью повииения точности путем уменьшения влияния изменения частоты питающего напряжения на длительность выходных импульсов в преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник 1 переменного напряжения, фазовращатель 2, блок 3 преобразования сдвига фазы в длительность импульсов, введены ключ

4, блок 5 преобразования частоты в ток, интегрирующий элемент 6, источник 7 тока, операционный усилитель 8.

Фазовращатель 2 формирует два прямоугольных сигнала, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол, пропорциональный углу о, поворота вала фазовращателя. Блок 3 формирует временной интервал, длительность которого пропорциональна произведению угла ф поворота вала на длительность периода Т переменного напряжения источника 1. Блок 5 формирует постоянный ток, величина которого пропорциональК на частоте — источника ), Этот ток т в течение длительности выходного импульсаeLT блока 3 интегрируется элементом 6. После окончания выходного импульса блока 3 производится интегрирование в обратном направлении элементом 6 тока источника 7. В результате на выходе операционного усилителя 8 формируется импульс, длительность которого зависит только от угла о и не зависит от частоты напряжения источника 1, 1 s.ï. ф-лы, 3 ил.

3 1534755

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналогоВых источников иноформации с цифровым .вычислительным устройством.

Целью йзобретения является повышеttHe точности преобразователя путем уменьшения влияния изменения частоты питающего напряжения иа длительность

Выходных импульсов.

На фиг. приведена структурная

Схема преобразователя; на Фиг. 2— структурная схема блока преобразоваНия сдвига фазы в длительность импуль15 сов; на фиг. 3 — временная диаграмма, Поясняющая работу устройства.

Преобразователь угла поворота basta

В длительность импульсов содержит источник 1 переменного напряжения, фазовращатель 2, блок 3 преобразования сдвига фазы в длительность импульсов, ключ 4, блок 5 преобразовация частоты в ток, интегрирующий элемент, выполненный на конденсаторе 6, источник 7 тока, операционный усили"

Тель 8, общую шину 9.

Блок 3 преобразования сдвига Фазы в длительность импульсов (фиг.2) соДержит Ьормнрователи 10 и ll импульеов, триггер 12, ключи 13-18.

Преобразователь работает следуюе1им образом. . Источник 1 предназначен для питания фазовращателя ?, На выходах фазо-35 вращателя 2 формируются два прямоугольных сигнала (Ьиг.З,а,б), сдвиг

Оо фазе которых относительно друг друга пропдрционален углу оС поворота ваЛа фазовращателя 2, На выходе бпока 3

Формируется. последовательность импульсов (Фиг. З,в), длительность t, =gT . которых пропорциональна углуо . В

a å÷åHèå длительности <, импульса на управляющем входе ключа 4 он раэмыка-45

К ется, и ток X =- — с выхода блока 5 (Ьиг.3 r} пропорциональный частоте Х направления источника 1, протекает через конденсатор 6 на инвертирующий 50 вход операционного усилителя 8, при этом на его выходе устанавливается такая. величина отрицательного напряжения, при которой на его инвертирую" щем входе напряжение равно нулю (вир-55 туальный ноль), По мере про" åêàíèÿ тока через конденсатор 6 происходит его заряд. Вели™, чина напряжения Uc между обкладками конденсатора 6 (Лиг.З,д) оказывается прямо пропорциональна длительности импульса с выхода блока 3 и величине

К тока Х = — с выхода блока 5:

П ыт ° (, =К /„

С -5

При этом на верхней обкладке конденсатора 6 появляется положительное напряжение.

По заднему фронту импульса с выхо-. да блока 3 происходит замыкание ключа 4 и верхняя обкладка конденсатора 6 оказывается подсоединенной к общей шне 9, а на нижней обкладке конденсатора 6 Ьормируется отрицательный потенциал относительно, общей шины. Этот отрицательный потенциал прикладывается к инвертирующему входу операционного усилителя 8, который входит в режим насыщения, и на его выходе Ьормируется положительньпЪ потенциал (Ьиг.3,е), при этом на выходе источника 7 тока возникает ток разряда конденсатора 6, который протекает через замкнутый ключ 4, Время разряда конденсатора 6 прямо пропорционально току Х7 источника 7.

Таким образом, при отсутствии инструментальных погрЕшностей время

Ьормирования импульса положительной полярности на выходе операционного усилителя 8 Лиг.3,е) и выходе преоб- разователя прямо пропорционально углу

44поворота вала независимо от часто1 ты f= — источника 1, Блок преобразования сдвига Фазы в длительность импульсов (Attr.2) работает следующим образом.

Пусть на входной шине Ьормирователя 10 напряжение прямоугольной

Ьормы опережает по Ьазе напряжение прямоугольной Ьормы на входной шине

Ьормирователя 11 и размыкает ключи

13 и 14, По переднему фронту входного импульса Формирователь 10 формирует короткий импульс, который через ключ

16 устанавливает триггер 12 в единичное состояние и на одном выходе блока 3 Формируется знак угла поворота в вида единичного сигнала.) Ключ 17 размыкается. Входное напряжение формирователя 10 поступает через замкнутые ключи 15 и 18 на другой выход. блока 3..5

15347

В момент формирования переднего фронта входного напряжения формирователя 11 происходит размыкание ключей

15 и 16 и формируется задний фронт выходного импульса блока 3. Длитель5 ности выходного импульса блока 3 равна времени между передними фронтами входных импульсов блока 3,.

В следующий момент прихода перед- 10 него фронта входного импульса формирователя 10 его выходной импульс под" тверждает предыдущее состояние триггера 12, а выходной импульс блока 3 формируется аналогично рассмотренному.

В тех случаях, когда входное напряжение формирователя 11 опережает входное напряжение формирователя 10, импульсы с формирователя ll через ключ 13 устанавливают триггер 12 в нулевое состояние. Ключ 18 размыкает" ся и .импульсы формируются на выходе блока 3 ключами 14 и 17, работающими аналогично рассмотренным. : 25

Точность работы преобразователя повышается также за счет того, что в блоке 3 в формировании выходных импульсов не участвует триггер 12, обладающий нерегламентированными време- .Зп нами задержки. Триггер 12 работает только в моменты переключения фазбвого сдвига между входными импульсами блока 3 через нулевое положение, 35

Формула изобретения

1. Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник переменного напряже- 40 ния, выход которого соединен с входом фазовращателя,.первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока преобразования сдвига фазы в длительность импульсов, один выход которого является первым выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразо55 6 вателя, в него введены ключ, блок преобразования частоты в ток, интегрирующий элемент, источник тока и операционный усилитель, выход которого является вторым выходом преобразователя и через источник тока соединен с собственным инвертирующим входом, первый выход фазовращателя через блок преобразования частоты в ток соединен с одним выводом ключа, который через интегрирующий элемент соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого и другой вывод ключа соединены с общей шиной, а другой вы. ход блока преобразования сдвига фазы в длительность импульсов соединен с управляющим входом ключа.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок преобразования сдвига фазы в длительность импульсов содержит два формирователя импульсов, шесть ключей и триггер, вход первого формирователя импульсов является первым входом блока и соединен с управляющими входами первого и второго ключей и информационным входом третьего ключа, вход второго формирователя импульсов является вторым входом блока и соединен с управляющими входами третьего и четвертого ключей и информационным входом второго ключа, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с информационными входами соответственно четвертого и первого ключей, выходы которых соединены с входами триггера, прямой и инверсный выходы триггера. соединены соответственно с управляющими входами пятого и шестого ключей, прямой выход триггера является одним выходом блока, выходы второго и третьего ключей соединены с информационными входами соответственно пятого и шестого ключей, выход пятого ключа является другим выходом блока и соединен с выходом шестого ключа.

Составитель А. Смирнов

Редактор А, Нандор Техред М.Дидик Корректор С. Черни

Подписное

Заказ 57

Тираж 651

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101