Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 480I00

Союз Советских

Социалистических

Россу лик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 20.11.72 (21) 1847627/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.08.75. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 11.03.76 (51) М. Кл, б 08с 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДK 681 34(088.8) лз делам изобретений и открытии 72) Авторы изобре1ения

В. А. Комолов, А. С. Миронова, Ю. И. Семушкин, В. П. Бызеев, В. М. Новиков и А. Я, Лащев (1) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

И обретение относится к области автоматики, в частности к устройствам для автоматичес«ого управления и контроля.

Известен преобразователь угол †к, содержащий генератор импульсов, многоразрядную пер есчетную двоичную схему, синхронизированный источник многофазного напряжения, фазовращатель, формирователь фазового импульса и схемы совпадения.

Недостатками известного преобразователя являются малые надежность и точность.

С целью устранения этих недостатков в предложенный преобразователь введены ум»»житель частоты, блоки выделения положительных и отрицательных отсчетных импульсов. Фазовращатель и умножитель частоты подключены непосредственно к источнику питания переменного напряжения. Первый вход делителя частоты подключен к выходу блока выделения положительных отсчетных импульсов, второй — к выходу умножителя частоты, третий — к выходу блока выделения отрицательных отсчетных импульсов, четвертый к выходу блока выделения нуля и к одним из входов блока выделения отсчетных импульсов. Первый выход делителя частоты соединен с другим входом блока выделения положительных отсчстных импульсов, а второй— с другим входом блока выделения отрица.сльных отсчетных импульсов.

На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит умножитель частоты 1, делитель частоты 2 с дискретно изменяющимся на 1 коэффициентом деления, блок выделения положительных отсчетных импульсов 3, блок выделения отрицательных отсчетных импульсов 4, фазовращатель 5 и блок выделения нуля 6.

На фиг. 2 представлены выходные временные диаграммы работы элементов преобра=-ователя для коэффициента умножения частоты m=8.

15 На фиг. 2, а обозначена временная диаграмма работы умножителя частоты; 2, б — источника питания с частотой а; 2, в — фазовращателя; 2, г — блока выделения нуля; 2, д— выхода 1 делителя частоты (первая масштаб20 ная сетка); 2, е — выхода II делителя частоты (вторая масштабная сетка); 2, ы — блока выделения отрицательных отсчетных импульсов; 2,з — блока выделения положительных отсчетных импульсов.

25 Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение питания вида (4з1п (ос + рв) (фиг. 2, б) подается на входы умножителя частоты 1 и фазовращателя 5. С выхода ум30 ножителя частоты тактовые импульсы с ча480il00

3 стотой f„m поступают на вход II делителя частоты 2.

Напряжение вида Ui sin (cot+pi (t) +1 j с выхода фазовращателя (фиг. 2, в) по. дается на блок выделения нуля 6, с выхода которого следуют импульсы с частотой частотно-модулированного напряжения (фиг. 2, г) .

С выхода этого блока импульсы поступают на вторые входы блоков выделения отсчетных импульсов 3, 4 и на вход IV делителя частоты

2, причем первый импульс включает делитель частоты.

С выходов I u II делителя частоты 2 идут импульсы первой и второй масштабных сеток, сдвинутые один относительно другого на 2т, 1 где т= — — период тактовой частоты

f„m (фиг. 2, o и 2, е) .

Импульсы масштабных сеток подаются соответственно на входы 1 блоков выделения положительных и отрицательных отсчетных импульсов 3, 4. Причем при включении делителя частоты 2 импульсы масштабных сеток занимают такое положение, что импульсы блока выделения нуля 6 попадают в интервал, обусловленный сдвигом между импульсами сеток (фиг. 2, г, 2, д и 2, е).

Очевидно, что при этом импульсы блока выделения нуля 6 чередуются на входах бло<ов выделения отсчетных импульсов 3, 4 с импульсами масштабных сеток, и на выходах блоков 3, 4 отсчетные импульсы отсутствуют.

Каждый блок 3, 4 выполнен таким образом, что отсчетные импульсы на входе появляются только в том случае, если по одному из входов (любому) два импульса поступают подряд, один за другим, причем второй импульс вызывает появление выходного импульса.

Если фазовращатель неподвижен, то частота поступления импульсов с выхода блока выделения нуля и масштабных сеток с выходов делителя 2 равны и импульсы неподвижны один относительно другого, 11редположим, что ротор фазовращателя 5 вращается в направлении, при котором частота поступления импульсов на входы II блоков

3, 4 с выхода блока выделения нуля 6 уменьшается, т. е. импульсы с выхода блока 6 смещлотся вправо относительно импульсов масштабных сеток с делителя частоты 2, поступающих на входы I схем 3, 4 (фиг. 2,г, 2,д и

2. е).

Как только ротор фазовращателя повернетcs; на такой угол, что импульсы с выхода блока 6 сдвинутся вправо настолько, что нарушится их чередование с импульсами второй масштабной сетки, и на входах блока 4 так, что два импульса 3 и 4 (5 и 6) второй масштаоной сетки (фиг. 2, е) поступят подряд на вход I блока 4, то второй из этих импульсов

4 (6) вызовет появление на выходе этого блока (на выходе преобразователя) отсчетного импульса, содержащего информацию о величине угла поворота вала (фиг. 2,ж, моменты времени ti (4).

63

65 где р — число пар полюсов фазовращателя; m==3,14.

Из приведенного выше описания и временной диаграммы (на фиг. 2) ясно, что максимальная частота на выходе преобразователя не может превышать половины частоты напряжепия питания f„/2, так как только в этом

Кроме того, с выхода блока 4 этот импульс поступает на вход III делителя частоты 2, после чего последний выдает следующие импульсы масштабных сеток не через период, равный т т, а через период (т+1)т. При этом импульсы блока 6 вновь чередуются с импульсами масштабных сеток на входах блоков 3, 4.

После отработки одного удлиненного периода делитель частоты 2 продолжает выдавать импульсы масштабных сеток с периодом, равным IYLT,.

При вращении ротора фазовращателя 5 в противоположном направлении частота поступления импульсов на входы II блоков 3, 4 с выхода блока выделения нуля 6.увеличивается, т. е. импульсы с выхода блока 6 смещаются влево относительно импульсов масштабных сеток с делителя частоты 2 (фиг. 2, г, 20 2 ди 2,е).

Как только ротор фазовращателя повернется на такой угол, что импульсы с выхода блока выделения нуля 6 сдвинутся влево настолько, что нарушится их чередование с импульсами первой масштабной сетки на входах блока 3 так, что два импульса 9 и 10 с выхода блока 6(фиг. 2, г) поступят подряд на вход

II блока 3, то второй из этих импульсов 10 вь.зовет появление на выходе этого блока (на

ЗО выходе преобразователя) отсчетного импульса, содержащего информацию о величине угла поворота вала (фиг, 2,з момент времени t3).

Кроме того, с выхода блока 3 этот импульс поступает на первый вход делителя частоты 2, после чего последний выдает следующие импульсы масштабных сеток не через период, равный тт, а через период (т — 1)т.

При этом импульсы блока 6 вновь чередуются с импульсами масштабных сеток на входах

4О блоков 3, 4.

- После отработки одного укороченного периода делитель частоты 2 продолжает выдавать импульсы масштабных сеток с периодом, равным тт.

45 Таким образом, при появлении отсчетного импульса на одном из выходов преобразователя импульсы масштабных сеток дискретно сдвигаются в сторону сдвига импульса блока выделения нуля 6 относительно импульсов масштабных сеток.

Очевидно также, что каждому отсчетному (выходному) импульсу преобразователя соответствует поворот ротора фазовращателя, а значит и вала, на один квант угла Х, равный

480100 случае может быть осуществлен необходимый сдвиг масштабных сеток.

Следовательно, максимально допустимая скорость фазовращателя может быть определена как произведение кванта угла на половину частоты питания

Уп fn

®макс —

2 р т

Из формулы (1) видно, что для увеличения амакс необходимо увеличивать частоту питания.

Предмет изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен со входом блока выделения нуля, и делитель частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности работы преобразователя, в него введены умножитель частоты, блоки выделения положительных и отрицательных отсчетных импульсов; причем фазовращатель и умножи ель частоты подключены непосредственно к источнику питания переменного напряжения; первый вход делителя частоты подключен к выходу блока выделения положительных отсчетных импульсов, второй — к выходу умножителя частоты, третий — к выходу блока выделения отрицательных отсчетных импульсов, четвертый — к выходу блока выделения нуля и к одним из входов блоков выделения отсчетных импульсов; первый выход делителя частоты соединен с другим входом блока выделения положительных отсчетных импульсов, а его второй выход — с другим входом блока выделения отрицательных отсчетных импульсов.

480100

Составитель И. Назаркина

Техред Т. Миронова

Корректор 3. Тарасова

Редактор Л. Утехина

3 каз

Типография, пр. Сапунова, 2

122 17 Изд. iY 934 Тира>к 679 Подписно:

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

Ilo делам изобретений и открытий

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