Преобразователь фазового сдвига в цифровой код

 

0 П И С А H И Е (ii) 44348I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз боеетсан

Социалистических

Реслублин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 08.02.73 (21) 1880373, 26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.09.74. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 08.04.75 (51) М, Кл. Н 03 13/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.325(088.8) ло делам изобретений н открытнй (72) Авторы изобретения

И. Д. Розов, 1О. 3. Фельдман и В. И. Холодный (71) Заявитель

Украинский государственный проектный институт

«Тяжпромэлектропроект» (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА

В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах цифрового позиционного регулирования электроприводов, использующих в качестве датчиков фазовращающие устройства.

Известны преобразователи фазового сдвига в цифровой код, содержащие формирователи управляющих импульсов опорного и измеряемого сигналов, генератор квантующих импульсов, соединенный со входом делителя частоты, ключи, счетчик и схему управления. Основным недостатком таких, преобразователей является низкое быстродействие, связанное с необходимостью у величения периода измерения для уменьшения погрешности, возникающей п ри изменении частоты сравниваемых напряжен ий, что снижает динамические ха рактеристики электропривода.

Для повышения быстродействия при сохранении высокой точности в предлагаемый преобразователь введены блок измерения периода входного напряжения, регистр и узел задания коэффициента усиления, а делитель частоты выполнен управляемым с дробным переменным коэффициентом деления. Выходы генератора квантующих импульсов и форми рователя управляющих импульсов опорного сигнала .подключены ко входам блока измерения периода входного напряжения, выход котого соединен с первым управляющим входом делителя частоты. Второй управляющий вход делителя частоты подключен к выходу узла задания коэффициента усиления, а выход делителя частоты подсоединен через ключ и

5 счетчик к регистру.

На чертеже, представлена блок-схема описываемого преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 квантующих импульсов, формирователи 2 и

3 управляющих импульсов стпорного и измерительного сигналов, соответственно, блок 4 измерения периода входного напряжения, делитель 5 частоты с дробным переменным ко15 эффициентом деления, узел 6 задания коэффициента усиления, ключ 7, счетчик 8, регистр

9 и схему 10 управления. Блок 4 измерения периода входного напряжения состоит из счетчика 11, регистра 12, ключа 13 и логи20 ческой схемы 14. Делитель 5 частоты включает в себя накапливающий сумматор

15, формирователь 16 и две группы ключей 17 и 18. Счетчик 8 работает на сложение импульсов и в зависимости от

25 требований к выходному коду может быть выполнен либо двоичным, либо двоично-десятичным. Узел 6 задания коэффициента усиления п редставляет собой коммутационное устройство,,выполненное, например, на тумбле30 рах. Счетчик 11 блока 4,выполнен неревероив443481

З0

60 ным двоичным и работает на вычитание импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном положении счетчики 8 и 11 находятся в нулевом состояншп В момент перехода опорного напряжения Ug через нуль на выходе формирователя 2 возникает сигнал, поступающий на вход логической схемы 14.

В результате этого на управляющий вход ключа 13 из логической схемы 14 подается разрешающий сигнал и импульсы частоты f, с выхода генератора 1 начинают поступать на вход счетчика 11. В момент второго, перехода на пряжения Uo через нуль на уп1равляющий вход ключа 13 подается сигнал, запрещающий прохождение импульсов на,вход счетчика 11.

В этот же момент на управляющий вход регистра 12 с выхода логической схемы 14 поступает импульс, записывающий в регистр 12 число Na зафиксированное в счетчике 11, а затем на управляющий вход счетчика 11 подается импульс, устанавливающий счетчик в нулевое состояние. Так как счетчик 11 работает на вычитание, в нем фиксируется и передается в регистр 12 дополнительный код числа NI,.

Описанный процесс, протекающий в блоке измерения периода входного на пряжения, циклически;повторяется.

Импульсы с выхода генератора 1 подаются также на управляющий вход группы ключей

17, в результате чего на вход сумматора 15 с выхода узла б задания коэффициента усиления с частотой f,, поступает число N, ñîîòâåòствующее периоду Тю входных сигналов. В момен переполнения сумматора 15 на выходе формирователя 1б возникает им пульс, поступающий на управляющий вход группы ключей

18. В результате этого с выхода регистра 12 через группу ключей 18 на вход сумматора 15 поступает число 2" — У „что соответствует вычитанию из содержимого сумматора числа

%с.

Переполнения сумматора 15 возникают циклически с частотой го

f. =

Т0

Импульсы переполнения с выхода сумматора 15 подаются на вход ключа 7. В момент перехода напряжения Up через нуль на первый вход схемы 10 управления с выхода форми рователя 2 поступает импульс. При этом на первом выходе схемы управления возникает разрешающий сигнал 1и импульсы пе реполнения с выхода сумматора 15 через ключ 7 поступают на вход счетчика 8. Через промежуток времени 1ф, соответствующий фазовому сдвигу измеряемого напряжения У4, относитель но опорного напряжения Up, т. е. в момент перехода напряжения U@ через нуль, на выходе формирователя 3 возникает импульс, поступающий на второй вход схемы 10 управления. При этом на цретьем выходе схемы упp3 BëeíHÿ, подключенном к управляющему входу регистра 9, возникает импульс, при помощи которого число у -- ."> т, зафиксированное в счетчике 8, за,псывается в регистр 9.

Далее на втором выходе схемы управления, подключенном к управляющему входу с етчика 8, образуется импульс, устанавливающий последний в нулевое состояние.

Процесс измерения фазового сдвига происходит циклически с частотой, равной частоте входных нап ряжений Up и U4.

Частоту генератора квантующих импульсов выбирают так, чтобы в рабочем диапазоне изменения частоты входных напряжений Up u

U(() выполнялось соотношение — а1.

Л

Таким образом, поскольку цифровой код,на в попе регистра 9 прямо пропорционален промежутку времени 1ф между переходами напряжений Uo и U,t, через нуль и обратно пропо рционален периоду Тр входного пап|ряжения, предлагаемый п реобразователь действительно дает показания фазового сдвига входного напряжения U4, по отношению к о порному напряжению Up. При этом инерционность преобразователя не превышает периода входного, напряжения, что позволяет выполнять на его основе быстродействующие цифровые позиционные регулято ры. Настройку динамических па раметров регуляторов удобно осуществлять, изменяя коэффициент усиления преобразователя, т. е. устанавливая значение величины No.

Предмет изобретения

Преобразователь фазового сдвига в цифровой код, содержащий формирователи управляющих импульсов опорного и измеряемого сигналов, тенерато р квантующих импульсов, соединенный со входом делителя частоты, ключи, счетчик и схему управления, отл и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при сох ранении высокой точности, в него введены блок измерения периода входного напряжения, регистр и узел задания коэффициента усиления, а делитель частоты выполнен управляемым с дробным переменным коэффициентом деления, причем выходы генератора квантующих импульсов и формирователя управляющих импульсов опорного сигнала подключены ко входам блока измерения периода входного напряжения, выход которого соединен с первым управляющим входом делителя частоты, второй управляющий вход которого подключен к выходу узла задания коэффициента усиления, а выход делителя частоты подключен через ключ и счетчик к регистру.

443481

Составитель А. Кузнецов

Редактор А. Пейсоченко Техред Т. Миронова Корректоры: Н. Лебедева и А. Васильева

Заказ 693,i7 Изд. ¹ 1107 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2