Преобразователь угол-код

 

О Il И С А Н И Е (») 495690

ИЗОЫРЕт ЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 27.12.74 (21) 208804G,, 18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.75. Б|оллстсць М 46

Дата опубликования описания 11.03.76 (51) М. Кл. С 08с 9 04

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.325(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Я. А. Хетагуров, К. А. Санников, А. А. Сорокин, В. 3. Абрамов, Г. Н. Орлов и В. А. Ромашин (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при разработке автоматизированных и управляющих систем с цифровыми вычислительными машинами.

Известны преобразователи угол-код, содержащие синусно-косинусный датчик угла, генератор тактовых импульсов, одни из выходов которого через модуляторы подключены к первым входам первого и второго фазовых детекторов. Вторые входы детекторов соединены с первым и вторым выходом счетчика, третий выход которого соединен с одним из входов регистра (первый выход генератора тактовых импульсов через формирователь строб-импульса соединен с другим входом регистра), четвертый выход счетчика соединен с первым входом третьего фазового детектора.

Ко входам сумматора подключены выходы соответствующих фазовых детекторов, выход сумматора через последовательно соединенные фильтр низких частот и генератор подключен ко входу счетчика.

Функциональные возможности известного преобразователя ограничены применением синусно-косинуоных датчиков угла с малым BbIходным сопротивлением.

Это обусловлено тем, что синусно-косинусный датчик угла в преобразователе запитывают по двум входам импульсным напряжением прямоугольной формы. При этом, если синусно-коспнусный датчик угла имеет большое выходное сопротивление, точность преобразования ухудшается до единиц уг5 ловых градусов, когда выход синусно-косинусного датчика угла связан с электронной частью преобразователя кабелем. Причиной этого является искажение импульсного сигнала от синусно-косинусного датчика угла

10 при передаче его по кабелю и фазовому детектору, вызванный тем, что волновое сопротивление кабеля мало и не согласовано с выходным сопротивлением синус но-косинусного датчика угла. Кроме того, кабель имеет

15 распределенную емкость (порядка 200 пф/м), которая при достаточно большой длине кабеля создает значительную емкостную нагрузку для синсуно-косинусного датчика угла.

Целью изобретения является расширение

20 функциональных возможностей преобразовател я, по в ы ш ен не его точности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе одна входная обмотка синусно-косинусного датчика угла закорочена, а

25 другая входная обмотка подключена к источнику напряжения переменного тока, введены три демодулятора, два дополнительных модулятора и дополнительный фазовый детектор.

Первый выход спнусно-косинусного датчика

30 через последовательно соединенные демоду50 ,эл

3 лятор и первый дополнительный модулятор соединен со вторым входом третьего фазового дстектора, второй выход синусно-косинусного датчика соединен через последовательно соединенные демодулятор, второй дополнптельньш модулятор и дополнительный фазовый детектор с сумматором, управляющие входы дополнительных модуляторов соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора тактовых импульсов, управляющий вход дополнительного фазового детектора соединен с управляющим входом третьего фазового детектора, вход третьего демодулятора подключен к источнику переменного тока, а выход — ко вторым входам модуляторов.

На чертеже прсдс а»лспа блок-схема преобразователя угол-код, Одна входная обмотка синусно-косинусного датчика угла 1 подключена к сети, а другая входная обмотка закорочена. Последовательно с первой выходной обмоткой синусно-косинусного датчика угла 1 включены демодулятор 2, модулятор 3 и фазовый детектор 4, а последовательно со второй выходной обмоткой — демодулятор 5, модулятор б и фазовый детектор 7. К выходам фазовых детекторов 4 и 7 подключен сумматор 8, последовательно с которым включены фильтр 9 низких частот, управляемый генератор 10 и счетчик 11. К первому выходу счетчика 11 подключены управляющие входы фазовых детекторов 4 и 7, ко второму выходу — регистр 12, а к другим выходам — управля ощие входы фазовых детекторов 13, выходы которых связаны со входами сумматора 8. Фазовые детекторы 13 через модуляторы 14 подключены к соответствующим выходам генератора 15 тактовых импульсов, к другим выходам которого подключены управляющие входы модуляторов 3 и б.

Управляющий вход модулятора 3 через формирователь 16 строб-импульса связан с регистром 12, а вторые концы модуляторов 14 через демодулятор 17 подключены к сети, питающей синусно-косинусный датчик угла 1.

Преобразователь угол-код работает следующим образом.

При повороте вала синусно-косинусного датчика угла 1 на некоторый угол и на его выходах вырабатываются синфазные синусоидальпые напряжения, амплитуды которых соответственно пропорциональны синусу и косинусу угла м поворота вала синусно-косинусного датчика угла 1. Полученные сигналы подают в демодуляторы 2 и 5, где они преобразуются в напряжения постоянного тока, а затем поступают в модуляторы 3 и б. В модуляторах 3 и б происходит формирование периодических симметричных сигналов прямоугольной формы с амплитудами, пропорцио нальными синусу и косинусу угла а,, и с фазами, сдвинутыми между собой на 90, которые задаются от генератора 15 тактовых импульсов. Эти сигналы поступают в фазовые детекторы 4, 7 и сумматор 8, где вырабатывается напряжение рассогласования, постоян3

1ç

) с7

35

40 ная составляющая которого, выделяемая фильтром 9 низких частот, пропорциональна разности между углом о. поворота вала синус1I0-êîcèíóñIIoãî датчика угла 1 и вырабатываемым значением угла, определяемым фазой выход ного им пульса счетчика 11. Управляемый генератор 10 меняет частоту ьозбуждец:Isi счетчика 11 до тех пОр, пока постоянная составляющая напряжения с выхода сумматора 8 не будет равна нулю. Когда разность между углами я H (p сведется и нулю, стробируя каждый разряд счетчика 11 импульсом с формирователя 16 строб-импульса, в регистре 12 получают двоичный код, соответствующий углу я поворота вала синуснокосп»ус»ого д I гчика угла 1. Однако, получснпый тиоичный код булл соответствовать

". л1 я с некоторой Ошиокой Опредсляемой наличием высших армоник в сигналах с модуляторов 3 и b. Коррекцию этой ошибки по каждой ее гармонической составляю.цей ос1ществляют путем введения в сумматор 8 дополнительных сигналов от фазовых детекторов 13. Сигналы, вырабатываемые в фазовых детекторах 13, пропорциональны разности фаз сигналов, поступающих со счетчика

11, и сигналов с соответствующих выходов генератора 5 тактовых импульсов, причем амплитуды, соответст»ующпе гармоническим соста»ляющим ошибки, формируют в модул Iтора: 14 из напряженп», поступающего с выхо Ia демодулятора 17. Сигналы с выходов фазовых детекторов 13 поступают в сумматор

Ь, где суммируются с выходными напряжениями фазовых детекторов 4 и 7, смещая их на величину ошибки.

Таким образом, коррекцию ошибки преобразователя угол-код осуществляют прежде, чем в регистре 12 будет получен двоичный код угла 2 поворота вала синусно-косинусного датчика угла 1.

Формула изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, генератор тактовых импульсов, одни из выходов которого через модуляторы подключены к первым «ходам первого и второго фазовых детекторов, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходом счетчика, третий выход которого соединен с одним из входов регистра, первый выход ген ер а-. ор а тактовых импульсов чсрез формирователь строб-импульса соединен с другим входом регистра, четвертый выход счетчика соединен с первым входом третьего фазового детектора, ко входам сумматора подключены выходы соответствующих фазовых детекторов, выход сумматора через последовательно соединенные фильтр низких частот и генератор подключен к вхо у счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя и расширения его функциональных возможно495690

Составитель И. Назаркина

Корректор О. Тюрина

Редактор Н. Коган

Тек<ред М. C(.»å..îâ

Заказ 292/13 Изд. № 2051 Тираж 679 По тнисное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCI по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, нр. Сапунова, 2 стей, в нем одна входная обмотка синуснокосинусного датчика угла закорочена, а другая входная обмотка подключена к источнику напряжения переменного тока, введены три демодулятора, два дополнительных модулятора и допол!Гительный фазовый детектор, первый выход синусно-косинусного дат.;пкз че; ез последователь«о соединенные демодулятор и первый дополнительный мо (улято ) соединен со вторым входом третьего фазового детектора, ВтОрОй ВЫХОД СппуСНО-КОСИ; уС1:О:,3,на i ика сосд!11!с!! I()3(3 1!ос. !с;1 оп(! Гол(110 сосниll(.!lныс демодулятор, второй дополнитель. ый модулятор и дополнительный фазоI3hllI детектор с сумматором, управляющие входы доIlîëíiiòåëüíûê модуляторов

5 сое (IIIIPIIbi соответственно с первым и вторым выходами генератора тактовых им1!3 ь ов, управля1ощий вход дополнительного фазового детскто) а соединен с управляющим

;3ходом третьего фазового детек.-,0)3:1, 13ход

10 третьего демодулятора подключен к источни«у переменного !О«11, 11 выход --- ко вторым входам модул!!торо!3.