Функциональный преобразователь угла поворота

 

67442 т;оюв Ссветскнв

Соииениатнчеснид

Ресоу6лнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 17 1Ч.1970 (Рй 1430370/18-24) с присоединением заявки №

М, Кл. С 08с,9/04

Приоритет

Комитет оо лелем необретений н открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 021.314.24(088.8) Опубликовано 23.1.1973. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 19.П 1,1973

Авторы изобретения

Я. М. Великсон и В. В. Хиценко

Заявитель

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

В ДВОИЧНЫЙ КОД

Изобретение бтносится к аналоГо-цифровыМ преобразователям, обеспечивающим связь цифровых вычислительных машин (ЦВМ) с датчиками информации. Для унификации датчиков целесообразно использовать синуснокосинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ) в качестве единого источника информации для аналоговых систем и ЦВМ. СКВТ используют в дистанционных передачах вместо сельсинов и потенциометров, и тем самым повышают точность передачи информации.

Применение СКИТ в качестве датчика для аналого-цифрового преобразователя требует кодирования напряжений CKBT с учетом по лучения результирующего двоичного кода, пропорционального углу поворота и его синусно-косинусным функциям;

Известные устройства обеспечивают лишь раздельное преобразование этих зависимостей, а их соединение для расширения воз мож остей преобразователя значительно увеличивает объем оборудования устройства ввода — вывода ЦВМ. С другой стороны вычисление синусно-косинусных функций от преобразованного аргумента в составе ЦВМ при большом числе каналов снижает производительность ЦВМ.

Цель изобретения — повышение точности работы преобразователя.

Это достигается тем, что в преобразователь введены преобразователь код — напряжение в функции тапгенса половинного угла, соединенный с регистром управления, и суммирующий усилитель, один из выходов которого связан с коммутатором октантов непосредственно, а второй — через преобразователь код — напряжение в функции тангенса половинного угла, а выход — с одним из входов

10 преобразователя напряжение — код, вход регистра управления преобразователя код — напряжение в функции тангенса пс,ловинного угла соединен с выходом распределителя тактовых сигналов и с выходом сравнивающего, 15 устройства преобразователя напряжение— код.

На чертеже показана блок-схема преобразователя.

В схеме использована зависимость, содер20 жащая идентичные составляющие, необходимые для преобразования угла поворота СКВТ и его синусно-косипуспых функций. В основе зависимости лежит. известное соотношение, реализуемое в линейных вращающихся транс25 форматорах

1+ псовая

Для представления константы в знамспате30 ле зависимости использовано соотношсппе (2) cosa+sana tg—

2 тоГда а sina

cos a + sin tg — + m cosa

2 или

sin я

1t,a, а (at+а ) сов a+a? sin а tg— где

1 m а, =.—., а

4 л и

Заменяя значение угла к кодовым эквивалептом Ни в функциях, воспроизводимых при управлении кодом, получаем 20

sin a

Я

N (a,+as) cosя+ а,э1пa tg

Для кодирования синусно-косинусных 25 функций СКВ1 необходимо воспроизвести зависимость-ко?? стаи у, обеспечивающую постоянное по амплитуде опорное напряжение в компепсационпой цепи преобразователя. Такая зависимос ь иалогична показанной в 30 иь?? "и" (2) В этом случае для кодирования функций составляются соотношения

sin

= Нз?д ??; лг

cos a + sin а. tg —.

cos а

6сюе tV (5) м

cosa+- sfna tg

Соотношения (3, 4, 5) построены на одной основе, что определяет возможность их реалпзацни на единой структурной схеме.

Схема содержит входной коммутатор 1, синусно-косинусный вращающийся трансформатор СКВТ 2, адресное устройство ЦВМ 8, иивертирующие усилители 4 и 5, коммутатор 6 октантов, регистр 7 октантов, распределитель

8 тактовых сигналов, фазирующий формиро- 50 ватель 9, преобразователь 10 напряжение— код, сравнивающее устройство 11, преобразователь 12, код — напряжение, регистр 18 управления, суммирующий усилитель 14, преобразователь 15 код — напряжение s функции ы тангенса половинного угла,.регистр 16 управления и регистр 17 хранения кода.

Зависимость (1) обеспечивает высокую точ:ность (выше О,l:%);ïð??áëè æåístÿ к линейчой . в диапазоне угла поворота CKBT 0 — 60 . Для 60 рясиространепня этой зависимости на полный диапазон изме??ения у ла поворота 0 — 360 следует учитывать, что наличие двух напряжений СКВТ дает возможность разделения полного диапазона на восемь участков по 45 .

4 ка/кль?Й. СР!??усное и ?сос???? CHop. напряжения от СКВТ доступа?от иа ш?вертирующие усилители, по два в цепи передачи каждого напряжения. Это позволяет в любой момент времени независимо от угла поворота получить прямые и обратные фазы напряжений СКВТ.

Отсюда следует, что зависимость (!) может быть использована в пределах каждого октанта без изменения знаков функций, так как для реализации можно выбрать необходимые фа-зы синусного и косинусного напряжений.

Практически это означает, что режим работы устройства приводится к первому квадранту (0 — 90 ). Естественно, что в первой его части используется указанная зависимость, а во второй, после 45, сннусная и косииусиые функции меняются местами.

Известно, что сннусно-косннусные ?? апряжения CKBT несут информацию о значении фазы и отпошеш и амплитуд. Известно также, что напряжения равны по модулю на углах

45, 135, 225 и 315 вследствие высокой идентичности обмоток, а поворот ?раз синусного и косинусного напряжений происходит на углах

О, 180 и 90, 270 соответственно„ вследствие высокой точности взаимного размещения обмоток на статоре СКВ:Т.

Этн особенности СКВТ позволяют- определить значение октанта и разомкнутой схеме преобразователя при использовании только сравнивающего устройства 11. Для этого к сравнивающему устронству поочередно под-, ключаются синусные, косииусные, а затем ооа напряжения, выоранные по фазе. :сли синусное напряжение имеет прямую фазу, то к сравнивающему устройству подводя положительными полупериод, а если обрат. ную — отрицательный полупериод. Эта опера ция при использовании синхронизации от сети однозначно дает возможность установить зна. чение старшего разряда а„кодируемого угла. 3o же самое происходит при подключении косинусного напряжения. Это позволяет определить следующей за старшим разряд а„— 1, так как косинусное напряжение изменяет фазу на углах ио и 2 0. получение двух старших разрядов определяет люоои из квадрантов кодируемого угла.

Если сннусное напряжение меньше косинусного нри сравнении их по модулю, то.кодируемыи угол находится в первои половине квадранта, если больше — во второй. Таким образом, можно найти третий из старших разрядов a — 2 и установить в целом трехразрядный код, пропорциональный октанту угла поворота.

Последующее преобразование происходит в замкнутой схеме преобразователя напряжение — код. Структура такого преобразователя с обратной связью с поразрядным уравновешиванием известна..О«а состоит из сравнивающего устройства и преобразователя 12 код — напряжение, выполняющего функцию элемента обратной связи в компенсационной схеме.

367442

Предмет изобретения

Составитель М. Черенкова

Техред Л. Грачева

Корректоры: Е, Гала часва и И. Божко

Редактор Г. Рыоалова

Зак. >62 Изд. М 1150 Тираж 002 Подписное

ЦН IHIIIW Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Типография Мии-ва культуры СССР

После замыкания цепи обратной .связи по результату определения октанта к сравнивающему устройству непосредственно и через преобразователь 15 код — напряжение в функции тангенса половинного угла подводят такие по фазе напряжения, которые обеспечивают сохранение знаков функций в соотношениях (3), (4) и (5).

Последовательность работы устройства для кодирования непосредственно угла поворота

СКВТ обусловлена построением схемы преобразователя в соответствии с исходным соотношением (1).

Функциональный преобразователь угла поворота в двоичный код, содержащий входной коммутатор, соединенный с синусно-косинусцыми вращающимися трансформаторами и адресным устройством, коммутатор октантов, одни входы которого соединены через ннвертирующие усилители с выходами входного коммутатора, другие входы с регистром октантов и через распределитель тактовых сигналов с фазирующим формирователем, преобразователь напряжение — код с последовательно соединенными сравнивающим устройством и преобразователем код — напряжение, соединен: ым с регистром управления, один из в: одов которого соединен с выходом сравнивающего устройства, первый вход сравнивающего устройства соединен с выходом "комму5 татора октантов, второй вход — с выходом распределителя тактовых сигналов и с одним из входов регистра октантов, выход сравнива.ющего устройства соединен с другим входом регистра октантов, выход регистпа управле10 ния преобразователя напряжение — код соединен с одним из входов регистра хранений кода, другой вход кбторого соединен с выхо-. дом регистра октантов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы уст15 ройства, в него введены преобразователь код — напряжение в функции тангенса половинного угла, соединенный с. регистром управления, и суммирующий усилитель, один из входов которого соединен с коммутатором ок20 таптов непосредственно, а второй — через преобразователь код — напряжение в функции тангенса половинного угла, а выход — с одним из входов преобразователя напряжение — код, вход регистра управления преоб25 разователя код — напряжение в функции тангенса половинного угла соединен с выходом распределителя тактовых сигналов и с выходом сравнивающего устройства лреобразователя напряжение — код,