Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения помехозащищенности преобразователя путем временного стробирования опорного и фазного сигналов в преобразователь, содержащий фазовращатель 1, нуль-компараторы 2, 3, генератор 5 импульсов, делитель 9 частоты, формирователь 10 напряжения питания фазовращателя , первый триггер 4, элемент И 6, счетчик 7, регистр 8, введены второй 11 и третий 12 элементы И, распределители 13, 14 импульсов, второй 15 и третий 16 триггеры , блок 17 элементов задержки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 М 1/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

0

О

° Ь (21) 4798356/24 (22) 22.01.90 ,(46) 29.02.92. Бюл. ¹ 8 (71) Конструкторское бюро Производственного объединения "Искра" (72) С,И.Николенко (53) 681,325(088.8) (56) Зверев A,Å. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л,: Энергия, 1974, с.86, рис.31.

Шмид Г, Устройства и принцип действия преобразователей аналог-код, перевод

ГОНТИ № 4211(71), 1971, с.210, рис,И.10. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может

Я2,„, 1716б04 А1 быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения помехозащищенности преобразователя путем временного стробирования опорного и фазного сигналов в преобразователь, содержащий фазовращатель 1, нуль-компараторы 2. 3, генератор 5 импульсов, делитель 9 частоты, формирователь 10 напряжения питания фазовращателя, первый триггер 4, элемент И

6, счетчик 7, регистр 8, введены второй 11 и третий 12 элементы И, распределители 13, 14 импульсов, второй 15 и третий 16 триггеры, блок 17 элементов задержки. 2 ил.

1716604

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством, Цель изобретения — повышение помехозащищен ности преобразователя путем временного стробирования опорного и фазного сигналов.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы работы преобразователя, Преобразователь содержит фазовращатель 1, первый 2 и второй 3 нуль-компараторы, первый триггер 4, генератор 5 импульсов, первый элемент 6 И, счетчик 7, регистр 8, делитель 9 частоты, формирователь 10 напряжения питания фазовращателя, второй 11 и третий 12 элементы И, первый 13 и второй 14 распределители импульсов, второй 15 и третий 16 триггеры, блок 17 элементов задержки.

Преобразователь работает следующим образом.

Частдта импульсов с выхода генератора

5 делится делителем 9 до получения необходимой частоты питающего напряжения фазовращателя. Формирователь питающего напряжения 10 может быть выполнен как низкочастотный фильтр, выделяющий первую гармонику из прямоугольных импульсов с выхода делителя частоты 9. На выходе формирователя фазовращателя 1 формируется сигнал переменного тока, сдвинутый по фазе к сигналу с выхода формирователя напряжения питания 10 на угол р, пропорциональный углу а поворота ротора фазовращателя 1. Сразу же после подачи питающих напряжений передними фронтами первые импульсы с выходов нуль-компараторов 2 и 3 устанавливают триггеры 15 и

16 в единичные состояния. По передним фронтам следующих импульсов с выхода нуль-компараторов 2 и 3 начинают работу распределители импульсов 13 и 14, которые могут быть выполнены в виде обычных сдвиговых регистров, Они формируют на выходе распределенные во времени импульсы, Эти распределители по передним фронтам импульсов с выхода элементов И 11 и 12 формируют сдвинутые во времени импульсы в и г (фиг. 2). Длительность и интервал времени между ними определяются разрядностью регистров и периодом повторения импульсов со второго выхода делителя 9. Временные диаграммы работы одного распределителя 13 импульсов, триггера 15, элемента И 11 приведены на фиг. 2. Распределитель 13 импульсов по сигналу I с выхода элемента И 11 и сигналу д с делителя 9 частоты (фиг, 2) формирует сигнал r, по которому триггер 15 устанавливается в нулевое состояние, и сигнал в, по которому

5 триггер 15 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение следующего переднего фронта с выхода нулькомпаратора 2 (сигнал а) через элемент И 11.

Следовательно, на выходе триггера 15 фор10 мируется сигнал о, который поступает на вход элемента И 11 и разрешает прохождение на вход триггера 4 (сигнал I) переднего фронта сигнала с выхода нуль-компаратора

2 (опорного сигнала). Аналогичным образом

15 работает распределитель 14 импульсов, триггер 16, элемент И 12, который разрешает прохождение на вход триггера 4 переднего фронта сигнала с выхода нуль-компаратора 3 (фазного сигнала).

20 Таким образом, формируются строб-импульсы, которые осуществляют временную селекцию фронтов импульсов с выходов нуль-компаратора 2, 3. При этом импульсные или ддугие помехи, проникаюЩие на

25 входы нуль-компараторов 2, 3, подвергаются временной селекции, следовательно, помехоустойчивость преобразователя угол— фаза-код улучшается, Далее на выходе триггера 4 формирует.30 ся временной интервал, длительность которого пропорциональна углу аповорота фазовращателя 1. Импульсы с выхода генератора 5 заполняют временной интервал с помощью элемента И 6. Число импульсов, 35 также пропорциональное углу а поворота фазовращателя 1, поступает на информационный вход счетчика 7, Параллельный код счетчика 7 импульсов с первого выхода блока 17 элементов задержки переписывается

40 в регистр 8 через время установления. кода в счетчике 7.. Импульс с второго выхода блока элементов задержки 17 обнуляют счетчик

7. Таким образом, на выходе регистра 8 сформировался параллельный выходной

45 код, пропорциональный углу а поворота ротора фазовращателя 1;

Следует отметить, что длительность стробирующих импульсов t<>p, (фиг. 2) определяется частотой сигнала б с выхода дели50 теля частоты и взаимным временым расположением сигналов в и г с выхода распределителя импульсов 13. Время tcTp должно превышать сумму следующих погрешностей; временную нестабильность

55 передних фронтов импульсов с выхода нулькомпараторов 2 и 3, статическую погрешность, динамическую погрешность.

Динамическая погрешность (определяется скоростью вращения входной оси фа1716604

55зовращателя и частотой его питающего напряжения) при вращении вала в одном направлении имеет знак плюс, а в противоположном — знак минус, Следова-. тельно, tctp. определяют по следующей фор-. 5 муле: б тстр > Лтнест+ Лтстат. + 2Лтдин. (1) где Ь нест., Лтстат;, Л дин. соответствую- .10 щие погрешности преобразователя.

Таким образом, зная предельную скорость вращения проектируемого преобразо- вателя, выбирают по формуле (1),1стр., чем обеспечивается работоспособность преоб- -15 разователя в рабочем диапазоне скоростей при прямом и реверсном вращении вала.

Таким образом, если даже импульсная помеха возникает во время действий tcTp (фиг, 2), то временной интервал на выходе 20 триггера изменится в худшем случае на длительность tctp. К примеру, максимальная Ilo грешность преобразователя равна 2,6 и этому углу соответствует временной интер-, вал на выходе триггера 4 0,5 мкс (правая 25 часть формулы (1). Если при этом длительность сигнала tc>p. выбрать равным 0,75 мкс, то даже при срабатывании нуль-компараторов, временной интервал на выходе триггера 4 изменится не более, чем на 0,75 мкс,и . 30 максимальная погрешность от помехи не превысит 3,9, Использование предложенного преобразователя угла поворота вала в код позволяет повысить помехозащищенность 35 указанного преобразователя, что и определяет его технико-экономический эффект.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота ваЛа в код. содержащий фазовращатель, выход которого соединен с входом первого нулькомпаратора, второй нуль-компаратор, 45

1 последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь напряжения питания фазовращателя, выход которого соединен с входом фазовращателя, первый триггер, выход которого соединен с одним входам первого элемента

И, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен с информационным входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом регистра, отлича ющи йся тем,что, с целью повышения помехозащищенности преобразователя, в него введены второй и третий элементы И, два распределителя импульсов, второй и третий триггеры, блок элементов задержки, первый выход которого соединен с входом управления регистра, а второй — с входом начальной установки счетчика, выходы первого и второго нулькомпараторов соединены соответственно с объединенными первым входом второго элемента И и одним S-входом второго триггера, с объединенными первым входом третьего элемента И и одним S-входом третьего триггера, выходы второго и третьего триггеров соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И соответственно, выходы второго и третьего элементов

И соединены соответственно с объединенными первыми входами первого триггера и первого распределителя импульсов, с объединенными вторым входом первого триггера и первым входом. второго распределителя импульсов, дополнительный вход делителя частоты соединен с вторыми входами первого и второго распределителей импульсов, первый и второй выходы которых соединены соответственно с другими Sи R-входами соответствующих триггеров, выход третьего элемента И соединен с входом блока элементов задержки, выход формирователя напряжения питания фазовращателя — с входом второго нулькомпаратора.

1716604

Составитель M.Ñèäîðîâà

Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Редактор М.Товтин

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

Заказ 618 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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