Устройство для прямого преобразования фазы сигнала в код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

o i687580 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) ЗаЯвлено 030677 (21) 2490703/18-21 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет— (51)М. Кл. ь

Г н 03 к 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621.314.25 (088.8) Опубликовано 25.0979 Бюллетень HP 35

Дата опубликования описания 28.09.79 (72) Автор изобретения

В .B . Мисюров (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ФАЗЫ СИГНАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и пред. назначено для построения отсчетных частей фазовращателей и цифровых фаэ ометров .

Известен преобразователь фазакод, содержащий два фазовых детектора, фазосдвигатель, преобразователь напряжение — код, логическую схему, преобразователь код-код, в который для расширения зоны преобразования, т.е. устранения неоднозначности, дополнительно введены фазосдвигатель, фазовый детектор, преобразователь код-код и логическая схема (1) .

Известный преобразователь требует при реализации осуществления сдвига по фазе одного из сигналов на угол 90 с высокой точностью, о что однако не исключает ошибки в определении квадранта (устранение неоднозначности) логической схемой эа счет детектирования одного сигнала относительно другого и использования продетектированного сигнала в анализе логической схемой в зонах (вблизи) углов О, 90, 180, 270, 360 ; неточности получаемого фазового сдвига в фаэосдвигателе; эон нечувствительности при переходе через ноль сигналов, снимаемых с выходов фазовых детекторов; т. е.

5 имеется ошибка в определении квадрантов в зоне углов О, 90, 180, 270, 360

Известно также устройство прямого преобразования фазы сигнала в код, содержащее генератор, делитель частоты, фильтр питания фаэоврашателя, фазоврашатель, схему сдвига сигнала с одного из выходов фаэовращателя на угол 90, суммирующее и вычитающее устройства, двойную RC-цепочку, 15 нуль-органы пу ка и останова, угравляемые триггер и вентиль, счетчик и логическую схему, устраняющую неоднозначность (2).

Однако это устройство сложно в реализации из-за необходимости учета фазовых сдвигов и наличия узлов с повышенными требованиями по качеству использования и точности настройки.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство для прямого преобразования фазы сигнала в код, содержащее последова687580 тельно соединенные генератор, делитель частоты, фильтр питания фазоврашателя и фазонрашатель, а также содержащее двойную RC-цепь, соединенную по входам с фазовращателем, а по выходам —. с нуль-органами пуска pl останова, которые своими выходами соединены с управляемым триггером, выход которого подключен через вентиль к счетчику и генератору, и блок логической обработки сигнала, введены две дополнительные цепочки, состоящие из последонательно соединенных фазового детектора и триггера Шмидта каждая, причем один фазовый детектор первым входом соединен с синусной обмоткой фазоврашателя, второй фазовый детектор своим перным входом соединен с косинусной обмоткой фазоврашателя, а вторые их входы подключены к выходу фильтра питания фазоврашателя, при этом выходы триггеров Шмидта подсоединены к первому и второму входам блока логической обработки сигнала, один управляющий вход которого соединен со вторым выходом нуль-органа пуска, а другой с выходом управляемого триггера.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для прямого преобразования фазы сигнала н код; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема блока логической обработки сигнала.

Устройство содержит фазовращатель

1„ двойную RC-цепочку 2, нуль-органы пуска 3 и останова 4, управляемый триггер 5, вентиль 6, счетчик 7, фазовый детектор 8, триггер Шмидта 9, фазовый детектор 10, триггер Шмидтр

11, блок 12 логической обработки сиг нала, фильтр питания фазоврашателя

13, делитель частоты 14 и генератор 15.

Блок логической обработки сигнала содержит два инвертора 16 и 17, три элемента совпадений 18, 19 и 20, дна триггера 21 и 22 и дна ключа 23 и 24, соединенных так, что выход первого инвертора 16 соединен с первыми входами перного 18 и второго

19 элементов совпадений и первым входом первого триггера 21. Первый вход второго триггера 22 связан с выходом второго 19 элемента совпадений,.подключенного вторым входом к выходу первого триггера 21. Выход первого 18 элемента совпадений соединен со вторыми входами первого 21 и второго 22 триггеров, а выход второго триггера 22 через иннертор 17 и ключи 23 и 24 - с входами третьего элемента 20 совпадений, выход которого является выходом всего блока.

Причем вторые входы ключей являются первым и вторым входами блока логической обработки сигнала 12, а вто15

ЗО

4()

5О

ЬО

65 рой вход первого 18 элемента совпадений и вход первого инвертора 16 являются его управляющими входами.

Устройство работает следующим образом.

Импульс, пропорциональный по длительности углу поворота ротора фазоврашателя 1, формируется на выходе управляемого триггера 5. В те:чение длительности. этого импульса импульсы с генератора 15 поступают на вход счетчика 7. Количество импульсов, подсчитанное за время, пока вентиль б открыт импульсом с управляемого триггера 5, пропорционально углу поворота ротора фазоврашателя 1 в диапазоне углов от 0 до 180 и нновь повторяется в диапазоне углов от 180 до 360 . Счетчик 7 преобразует пересчитанные импульсы в параллельный код с количеством разрядон (и — 1) .

Фазовый детектор 8 детектирует сигнал с синусного выхода фаэоврашателя 1, триггер Шмидта 9 формирует фронты и уровни и выдает сигнал на один из входов блока 12, т. е. сигнал с уровнем единица поступает на вход этого блока при нахождении ротора фазоврашателя 1 в зоне углов

135-315 . При нахождении ротора фао зоврашателя 1 в зоне углов 0-135 и

315-360 поступает на этот вход блока 12 сигнал с уровнем нуль .

Фазовый детектор 10 детектирует сигнал с косинусного выхода фазовращателя 1, триггер Шмидта 11 формирует фронты и уровни и выдает сигнал на другой вход блока 12, т.е. сигнал с уровнем единица поступает на этот вход блока 12 при нахождении ротора фазовращателя в зоне углов 0-45 и 225-360 . При нахождении ротора фазовращателя 1 в зоне углов 45-225 на этот вход блока 12 поступает сигнал с уровнем нуль .

Нуль-органы пуска 3 и останона 4 из синусоидальных напряжений, поступающих на их входы с выходов двойной RC-цепочки 2, формируют прямоугольные импульсы, длительностью ровной половине периода напряжения питания фазовращателя 1, которые равны длительности импульса с выхода управляемого триггера 5 при развороте ротора фазовращателя на угол

90 . Продифференцированньжи передними фронтами с нуль-органов пуска

3 и останона 4 производятся пуск и останов управляемого триггера 5.

Прямоугольные импульсы, равные полонине периода напряжения питания фазоврашателя 1, и соответствующие развороты ротора фазонрашателя 1 на угол 90 ъ с нуль-органа пуска 3 поступают на один из управляющих входон блока 12. На другой иэ управ1ляюших входон этого блока подается

687580 импульс с выхода управляемого триггера 5, пропорциональный по длительности углу поворота ротора фазоврашателя 1. Блок 12 сравнивает по длительности импульсы, поступаюшие на его управляющие-входы. Если дительность импульса с выхода управляемого триггера 5 меньше длительности импульса с нуль-органа пуска 3, то значит, что ротор фаэоврашателя 1 находится в зоне углов от 0 до 90 или в зоне углов от 180 до 270 и блок 12 подключает на свой выход сигнал, сформированный цепью фазового детектора 8 и триггера Шмидта

9, подключенных к выходу синусной обмотки фазоврашателя 1. При этом получается, что на выходе оказываются сигнал с уровнем нуль при положении ротора фаэоврашателя 1 в зоне углов от 0 до 90 и сигнал с уровнем единица при положении ротора фазоврашателя 1 в зоне углов от 180 до 270

Если же длительность импульса с выхода управляемого триггера 5 больше длительности импульса с нуль-органа пуска 3, то значит, что ротор фазоврашателя 1 находится в зоне уго лов от 90 до 180 или в зоне углов от 270 до 360, и блок 12 подключает на свой выход сигнал сформированный уже цепью фазового детектора

10 и триггера Шмидта 11, подключенных к выходу косинусной обмотки фазоврашателя 1. При этом получается, что на выходе оказывается сигнал с уровнем нуль при положении ротора фазовращателя 1 в зоне углов от 90 до 180 и сигнал с уровнем единица при положении ротора фаэоврашателя 1 в зоне углов от

270 до 360

Таким образом на выходе блока 12 при положении ротора фазоврашателя

1 в зоне углов от 0 до 180 имеется сигнал с уровнем нуль, и при положении ротора фаэоврашателя 1 в зоне углов от 180 до 360 имеется сигнал с уровнем единица, т.е. получен старший разряд, устраняющий неодноэначность в устройстве прямого преобразования фазы сигнала в код.

Изобретение позволяет не предъявлять высоких точностных требований к исполнению фазовых детекторов, просты по исполнению и триггеры

ВМидта, а блок логической обработки сигнала имеет минимальное число злементов, очень прост в настройке.

Невысокие точностные требования к фазовым детекторам объясняются тем, что подключение их выходов (после дополнительной обработки фронтов и уровней на триггерах Шмидта) на выход блока происходит со сдвигом на о угол 45 относительно момента формирования фронтов, В итоге в устройстве устранена неоднозначность.

Формула изобретения

Устройство для прямого преобразования фазы сигнала в код, содержащее последовательно соединенные генератор, делитель частоты, фильтр питания фазоврашателя и фазоврашатель, а также содержашее двойную

RC-цепь, соединенную по входам с фаэоврашателем, а по выходам — с нуль-органом пуска и с нуль-органом останова, которые своими выходами соединены с управляемым триггером, выход которого подключен через вентиль к счетчику и к генератору, и блок логической обработки сигнала, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены две дополнительные цепочки, состояшие из последовательно соединенных фазового детектора и триггера Шмидта каждая, причем один фазовый детектор первым входом соединен с синусной обмоткой фазовращателя, второй фазовый детектор своим первым входом соединен с косинусной обмоткой фаэоврашателя, а вторые их входы подключены к выходу фильтра питания фазоврашателя, при этом выходы триггеров Шмидта подсоединены к первому и второму входам блока логической обработки сигнала, один управляюший вход которого соединен со вторым выходом нуль-органа пуска, а другой управляющий вход — c выходом управляемого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 336794, кл, Н 03 K 13/02 19.74.

2. Зверев A.Å. и m. Преобразователи угловых перемещений в код, 55 !Л., Энергия, 1974, с. 153-159, рис. 79.

687580

Фиг.!

Фиа|

Заказ 5744/52

Тираж 1 06 0 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель . Старостнна

Редактор Т. Иванова Техред С.Мигай Корректор Н. Горват