Аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. С 08с 904

Заявлено 24.V11.1970 (№ 1470382i 18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14Х!.1972. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 21 VIII.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325(088.8) А вторы изобретештя

В. И. Латышев и В. Ф. Тараев

3 аявитель

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах управления с цифровой обработкой информации.

Известен аналого-цифровой преобразователь углового положения в двоичный код, со- держащий фазовращатель, блок формирования синусоидальпого напряжения для питания фазовращателя, генератор импульсов, пересчетную схему, формирователь фазового импульса и схему считывания, состоящую из схем совпадения.

Один такой преобразователь е может формировать сигналы при единичном угловом перемещении. На практике же часто возникает необходимость иметь цифровую информацию с фиксированной дискретностью величине углового перемещения, например, для выработки элементов движения. В таких случаях необходимо с определенной частотой осуществлять преобразование угол — код, вычислять величину приращения кода относительно значения, хранящегося в вычислительном устройстве, и при достижении величины приращения кода, равной дискретности фиксирования углового перемещения, формировать сигнал.

При этом перегружено вычислительное устройство, а время преобразования и вычисления обусловливает дополнительную динамическую ошибку.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя, т. е. непосредственная выработка импульсного сигнала на каждое единичное угловое перемеще5 ние, равное дискретности фиксирования, разгрузка вычислительного устройства и уменьшение динамической ошибки преобразования.

Эта цель достигается введением в схему преобразователя дешифратора, схемы «ИЛИ», 10 триггеров и схем «И». При этом входы дешифратора соединены с выходами пересчетной схемы и формирователя фазового импульса, а выходы подключены к входам .первого триггера и трех схем «И», вторые входы

15 которых соединены с соответствующими выходами первого и второго триггеров. Выходы первых двух схем «И» подключены ко входам второго триггера и через схему «ИЛИ» к счетному. входу третьего триггера, выход третьей

20 схемы «И» подключен ко входам первого и третьего триггера и четвертой схемы «И», второй вход которой соединен с выходом третьего триггера, а выход подключен ко входам пятой и шестой схем «И», вторые входы которых

25 соединены с выходами второго триггера, а выходы — с выходами устройства.

На чертеже дана блок-схема преобразователя.

Он содержит пересчетную схему 1, пред30 ставляющую собой и-разрядный двоичный

342209

65 счетчик, вход которого соединен с выходами генератора импульсов 2, а выходы подключены «о входам схемы считывания 8, дешифратора 4 и блока формирования синусоидального напряжения 5, питающего фазовращатель б. Формирователь фазового импульса " предназначен для фиксирования фазы синусоидального напряжения, поступающего на вход с выхода фазовращателя б. Выход формирователя фазового импульса подключен к одному из входов дешифратора 4, предназначенного для расшифровки состояний разрядов пересчетной схемы 1, подключенных к его входам. Разряды пересчетной схемы 1, выходы которых подключены ко входам дешифратора 4, определяются дискретностью фиксирования углового вращения и ценой оборота ротора фазовращателя б.

Выходы дешифратора 4 подключены к единичному входу первого триггера 8 и ко входам схем «И» 9 — 11. Выходы первых двух схем «И» подключены ко входам второго триггера 12 и через схему «ИЛИ» 13 к счетному входу третьего триггера 14. Выход третьей схемы «И» 11 подключен ко входам триггеров 8 и 14 и ко входу четвертой схемы «И»

15. Триггеры 8 и 12 предназначены для выработки одиночных импульсов на выходах соответствующих схем «И» 11, 9 и 10 при поступлении на их входы непрерывных послсдовательностей импульсов с выходом дешифратора 4.

Триггер 14 служит для выработки на выходе схемы «И» 15 импульса, фиксирующего перемещение ротора фазовращателя б только после поступления на счетной вход триггера двух импульсов, что соответствует величине перемещения ротора, равной дискретности фиксирования, т, е. единичному перемещению.

Триггер 14 исключает ложные сигналы о вращении ротора фазовращателя б при его качаниях с амплитудой, не превышающей величины дискретности фиксирования его перемещения.

Пятая и шестая схемы «И» 16, 17, входы которых соединены с выходами четвертой схемы «И» 15, совместно с триггером 12 предназначены для разделения сигнальных импульсов по направлению вращения.

Преобразователь работает следующим ооразом.

Генератор импульсов 2 вырабатывает импульсы частоты f, которые поступают на вход пересчетной схемы 1, осуществляющей деление входной частоты на 2". При этом каждое из 2 состояний разрядов схемы периодически повторяется с частотой f/2". Выходное напряжение частоты f/2", синхронизированное по фазе с входными сигналами блока формирования синусоидального напряжения 5, поступает на вход фазовращателя б. Импульсы с выхода формирователя фазового импульса 7, синхронизированные по фазе с выходным синусоидальным напряжением фазовращатсля б, поступая на вход схемы считывания 8, совю

15 го г5 зо

45 падают с одним из 2" состояний разрядов пересчетной схемы 1. Так как фаза импульсов пропорциональна угловому положению ротора фазовращателя 6, значение кода на выходе схемы считывания пропорционально угловому положению ротора. Кроме того, импульсы фазы с выхода формирователя 7 поступают на вход дешифратора 4. Эти импульсы совпадают с одним из четырех состояний разрядов пересчетной схемы 1, выходы которых подключены ко входам дешифратора 4. При вращении ротора фазовращателя б имеет место последовательное чередование зон углового положения ротора, в которых импульсы с выхода формирователя 7 совпадают с состояниями разрядов пересчетной схемы 1, подключенных ко входам дешифратора 4 (00, 01, 10, 11, 00 при вращении в одну сторону или 00, 11, 10, 01, 00 при вращении в другую сторону) .

Когда ротор фазовращателя 6 находится в зоне и импульс фазы совпадает с состоянием

00 разрядов пересчетной схемы, подключенных ко входам дешифратора 4, импульсы с выхода дешифратора поступают на вход третьей схемы «И» 11. В этом положении первый и третий триггеры 8 и 14 находятся в нулевом состоянии.

При повороте ротора фазовращателя на угол 360 2" он занимает положение в следующей зоне, и импульсы фазы начинают совпадать с состоянием 01 (11) разрядов пересчетной схемы, подключенных к дешифратору 4, импульсы с выхода дешифратора поступают на вход первой (второй) схемы «И» 9 (10).

Первым импульсом с выхода схемы «И» 9(10) второй триггер 12 устанавливается в нулевое (единичное) состояние, а остальные импульсы па выход схемы «И» 9 (10) не проходят. Выделенный первый импульс через схему объединения 18 поступает на счетный вход третьего триггера 14 и устанавливает его в единичное состояние.

Г1ри повороте ротора фазовращателя еще на угол 360 /2" импульс фазы начинает совпадать с состоянием 10 разрядов, подключенных к дешифратору, и импульсы с выхода дешифратора поступают на единичный вход первого триггера 8. Первый импульс устанавливает его в единичное состояние. При дальнейшем повороте ротора фазовращателя на угол 360 /2" импульсы фазы начинают совпадать с состоянием 11 (01) указанных разрядов пересчетной схемы, и импульсы с выхода дешифратора поступают на вход второй (первой) схемы «И» 10 (9). Выделенный импульс с выхода этой схемы «И» устанавливает второй триггер 12 в единичное (нулевое) состояние и через схему «ИЛИ» 18 по счетному входу устанавливает в нулевое состояние третий триггер.

При дальнейшем повороте ротора фазовращателя на угол 360 /2" он занимает положение, при котором импульсы фазы снова совпадают с состоянием 00 тех же разрядов пере342209

Предмет изобретения

Составитель М, Черенкова

Техред Т. Ускова

Редактор Л. Утехина

Корректоры: Г. Запорожец и Л. Бадылама

Заказ 3325!12 Изд. Ма 1061 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 счетной схемы 1, и импульсы с выхода дешифратора 4 поступают на вход третьей схемы

«И» 11. Первый импульс с выхода схемы «И»

11 поступает на нулевые входы первого и третьего триггеров 8, 14 и проходит через четвертую схему «И» 15. Триггеры 8 и 14 устанавливаются в нулевое состояние. Остальные импульсы через третью схему «И» 11 не проходят. Одиночный импульс с выхода четвертой схемы «И» 15 поступает на входы пятой и шестой схем «И» 1б, 17 и проходит на выход пятой (шестой) схемы «И» 16, 17. Этот импульс является признаком поворота ротора фазовращателя на угол 360 /2". При дальнейшем вращении ротора схема работает аналогично.

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор, пересчетную схему, соединенную с цепочкой из последовательно соединенных блока формирования синусоидального напряжения, фазовращателя, формирователя фазового импульса и схемы считывания, второй вход которой соединен с пересчетной схемой, а выход — с выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения раз5 решающей способности и увеличения точности преобразования, в него введены дешифратор, схема «ИЛИ», триггеры и схемы «И»; причем входы дешифратора соединены с выходами пересчетной схемы и формирователя

10 фазового импульса, а выходы подключены ко входам первого триггера и трех схем «И», вторые входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго триггеров, выходы первых двух схем «И» подклюlS чены ко входам второго триггера и через схему «ИЛИ» к счетному входу третьего триггера, выход третьей схемы «И» подключен ко входам первого и третьего триггера и четвертой схемы «И», второй вход которой соединен

20 с выходом третьего триггера, а выход подключен ко входам пятой и шестой схем «И», вторые входы которых соединены с выходами второго триггера, а выходы — с выходами устройства.