Функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно к устройствам для преобразования кода угла в два напряжения переменного тока, одно из которых является функцией синуса угла, а второе - функцией косинуса угла. Техническим результатом изобретения является упрощение выполнения функционального преобразователя кода угла. Указанный результат достигается за счет того, что преобразователь содержит два постоянных запоминающих устройства, два умножающих цифроаналоговых преобразователя, электронный генератор, регистр, электронные ключи, инвертор, повторитель, два усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, причем электронные ключи выполнены в виде первого и второго сдвоенных электронных ключей. 2 ил.

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно к устройствам для преобразования кода угла в два напряжения переменного тока, одно из которых является функцией синуса угла, а второе - функцией косинуса угла.

Известен функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла [1], содержащий регистр, дешифратор, постоянные запоминающие устройства, преобразователь кодов, источник опорного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности является функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла [2], содержащий два постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), электронный генератор, регистр, электронные ключи, инвертор.

Недостатком такого функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, является сложность его конструкции, вызванная наличием многих функциональных элементов и многообразием связей между ними.

Техническим результатом изобретения является упрощение выполнения функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла.

Данный технический результат достигается в функциональном преобразователе кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, содержащем два постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), электронный генератор, регистр, электронные ключи, инвертор, тем, что, в него введены повторитель, первый и второй умножающие цифроаналоговые преобразователи (УЦАП), первый и второй усилители с регулируемым коэффициентом передачи, вход регистра соединен с входной шиной кода угла, вход синхронной записи соединен с синхронным входом разрешения записи регистра, электронные ключи выполнены в виде первого и второго сдвоенных электронных ключей, выход регистра соединен шиной с входами первого ПЗУ с прошивкой cos угла от 90 до 270° и второго ПЗУ с прошивкой sin угла от 0 до 180°, выход первого ПЗУ соединен шиной с входом первого УЦАП, выход второго ПЗУ соединен шиной с входом второго УЦАП, выход инвертора подключен к первым входам первого сдвоенного электронного ключа и второго сдвоенного электронного ключа, выход электронного генератора подключен к входу повторителя, выход которого подключен к входу инвертора и к вторым входам первого и второго сдвоенных электронных ключей, два соединенных вместе выхода первого сдвоенного электронного ключа подключены к входу опорного напряжения первого УЦАП, вход опорного напряжения второго УЦАП подключен к соединенным вместе двум выходам второго сдвоенного электронного ключа, выход первого УЦАП соединен со входом первого усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, выход второго УЦАП подключен к входу второго усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, первый выход регистра подключен к управляющему входу первого сдвоенного электронного ключа, второй выход регистра подключен к управляющему входу второго сдвоенного электронного ключа, третий выход регистра подключен к управляющим входам первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом передачи.

Путем введения двух однотипных УЦАП, двух однотипных усилителей с регулируемым коэффициентом передачи, выполнения двух однотипных сдвоенных электронных ключей уменьшается номенклатура входящих в функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, элементов, уменьшается количество связей между ними, что приводит к более простому выполнению функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла.

На фиг.1 представлена структурная схема функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, на фиг.2 - циклограмма сигналов функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла.

В функциональном преобразователе кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, (фиг.1) входная шина 1 от процессора подключена к входу регистра 2. Вход «а» синхронной записи от процессора подключен к синхронному входу разрешения записи регистра 2. Выход регистра 2 соединен шиной 3 с входами первого ПЗУ 4' и второго ПЗУ 4''. Выход первого ПЗУ 4' соединен шиной 5 с входом первого УЦАП 6', вход второго УЦАП 6'' соединен шиной 7 с выходом второго ПЗУ 4''. Выход электронного генератора 8 подключен к входу повторителя 9, к выходу которого подключен вход инвертора 10. Выход инвертора 10 подсоединен к первому входу первого сдвоенного электронного ключа 11' и к первому входу второго сдвоенного электронного ключа 11''. К вторым входам первого сдвоенного электронного ключа 11' и второго сдвоенного электронного ключа 11'' подключен выход повторителя 9. Соединенные вместе оба выхода первого сдвоенного электронного ключа 11' подключены к входу опорного напряжения первого УЦАП 6', а соединенные вместе оба выхода второго сдвоенного электронного ключа 11'' подсоединены к входу опорного напряжения второго УЦАП 6''. Выход первого УЦАП 6' соединен с входом первого усилителя 12' с регулируемым коэффициентом передачи, а выход второго УЦАП 6'' - с входом второго усилителя 12'' с регулируемым коэффициентом передачи. К управляющему входу первого сдвоенного электронного ключа 11' подсоединен первый выход «б» регистра 2, второй выход «в» которого подключен к управляющему выходу второго сдвоенного электронного ключа 11''. Третий выход «г» регистра 2 подключен к управляющим входам первого 12' и второго 12'' усилителей с регулируемым коэффициентом передачи.

Функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, работает следующим образом. По фронту сигнала на входе «а» код угла Х от процессора по входной шине 1 в синхронном режиме записывается в регистр 2, и выход регистра 2 соединяется с шиной 3. По шине 3 код угла Х поступает на первое ПЗУ 4' с прошивкой cos Х от 90 до 270° и второе ПЗУ 4'' с прошивкой sin Х от 0 до 180°. Первый сдвоенный электронный ключ 11' по сигналам с первого выхода «б» (фиг.2а) регистра 2 формирует опорное напряжение (фиг.2б):

где U_оп - амплитуда выходного напряжения электронного генератора 8,

ω - круговая частота электронного генератора 8.

Это напряжение имеет положительную фазу в первом и втором квадрантах функции sin X (фиг.2в).

По сигналам с второго выхода «в» (фиг.2г) регистра 2 второй сдвоенный электронный ключ 11'' выдает опорное напряжение (фиг.2д):

Это напряжение имеет положительную фазу в первом и четвертом квадрантах функции cos X (фиг.2е).

В первом УЦАП 6' перемножаются параллельный код cos X от первого ПЗУ 4' и опорное напряжение с выхода первого сдвоенного электронного ключа 11', в результате чего на выходе первого УЦАП 6' формируется амплитудно-модулированное напряжение:

Во втором УЦАП 6'' производится перемножение параллельного кода sin X от второго ПЗУ 4'' и опорного напряжения с выхода второго сдвоенного электронного ключа 11'', после чего на выходе второго УЦАП 6'' формируется амплитудно-модулированное выходное напряжение:

Для обеспечения необходимого соотношения между выходными напряжениями первого УЦАП 6' и второго УЦАП 6'' в первом 12' и втором 12'' усилителях с регулируемым коэффициентом передачи производится поквадрантное переключение их коэффициентов передачи по сигналу с третьего выхода «г» (фиг.2ж) регистра 2, которым выбираются разные коэффициенты передачи для однополярных и разнополярных выходных напряжений функционального преобразователя кода угла.

В результате амплитуды напряжений на выходах первого 12' и второго 12'' усилителей с регулируемым коэффициентом передачи имеют равные величины.

Таким образом обеспечивается преобразование кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1117676 А, кл. Н 03 М 1/00. Преобразователь кода в угол поворота вала. 1983 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1136327 А, кл. Н 03 М 1/00. Способ преобразования кода угла в напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла, и устройство для его осуществления. 1983 г.

Функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, содержащий два постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), электронный генератор, регистр, электронные ключи, инвертор, отличающийся тем, что в него введены повторитель, первый и второй умножающие цифроаналоговые преобразователи (УЦАП), первый и второй усилители с регулируемым коэффициентом передачи, вход регистра соединен с входной шиной кода угла, вход синхронной записи соединен с синхронным входом разрешения записи регистра, электронные ключи выполнены в виде первого и второго сдвоенных электронных ключей, выход регистра соединен шиной с входами первого ПЗУ с прошивкой cos угла от 90 до 270° и второго ПЗУ с прошивкой sin угла от 0 до 180°, выход первого ПЗУ соединен шиной с входом первого УЦАП, выход второго ПЗУ соединен шиной с входом второго УЦАП, выход инвертора подключен к первым входам первого сдвоенного электронного ключа и второго сдвоенного электронного ключа, выход электронного генератора подключен к входу повторителя, выход которого подключен к входу инвертора и к вторым входам первого и второго сдвоенных электронных ключей, два соединенных вместе выхода первого сдвоенного электронного ключа подключены к входу опорного напряжения первого УЦАП, вход опорного напряжения второго УЦАП подключен к соединенным вместе двум выходам второго сдвоенного электронного ключа, выход первого УЦАП соединен со входом первого усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, выход второго УЦАП подключен к входу второго усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, первый выход регистра подключен к управляющему входу первого сдвоенного электронного ключа, второй выход регистра подключен к управляющему входу второго сдвоенного электронного ключа, третий выход регистра подключен к управляющим входам первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом передачи.