Преобразователь угла поворота ва-ла b код

 

796885

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь. угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого подключены к первому и второму компараторам, элемент И, входы которого соединены с выходами генератора импульсов и триггера, введены триггер пуска, управляющий триггер, три дополнительных элемента И и реверсивный счетчик, один вход триггера пуска соединен с источником команды ПУСК, а выход подключен к одному входу первого дополнительного элемента И, другой вход которого соединен с выходом 3$ первого компаратора, а выход подключен к счетному входу. Управляющего триггера, один выход управляющего триггера подключен к одному входу второго дополнительного элемента И, к третьим входам элемента И и третьего дополнительного элемента И, другие входы ко oporo соединены с выходом генератора импульсов и другим входом триггера, а выход подключен к одному входу реверсивного счетчика, другой вход третьего допол-. нительного элемента И соединен с выходом второго компаратора, а выход подключен к одному входу триггера, выход элемента И подключен к другому входу реверсивного счетчика, а другой выход управляющего триггера подключен к нулевым входам триггера и триггера пуска.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя угла в код.

Преобразователь содержит фазовращатель 1, выходы которого подключе— ны к компараторам 2 и 3, элемент 4 И, 49 входы которого соединены с генератором 5 импульсов и выходом триггера б„ триггер 7 пуска, один вход которого соединен с источником 8 команды

ПУСК, а выход подключен к одному входу первого дополнительного элемента 9 И, другой вход которого соединен с выходом компаратора 2, а выход подключен к счетному входу управляющего триггера 10, один выход триггера 10 подключен к одному входу второго дополнительного элемента 11,И, к третьим входам элемента

4 И и третьего дополнительного эле— мента 12 И, другие входы которого соединены с выходом генератора 5 импульсов и другим выходом триггера б, а выход подключен к одному входу реверсивного счетчика 13, другой вход элемента 11 И соединен с выходом компаратора 3, а выход подклю- ( чен к одному входу триггера б, выход элемента 4 И подключен к другому входу реверсивного счетчика 13, а другой выход триггера 10 подключен к нулевым входам триггеров б и 7.

Преобразователь работает следующим образом.

Фазовращатель 1 преобразует угол поворота вала в сдвиг по фазе двух синусоидальных сигналов. Компаратор

2 формирует из этих сигналов последовательность старт-импульсов, а компаратор 3 - последовательность стоп-импульсов. В исходном состоянии элементы 9 и 11 И закрыты, триггеры 6,7 и 10 и реверсивный счетчик 13 находятся в состоянии О.

По команде ПУСК триггер 7 устанавливается B состояние 1 и открывает элемент 9 И для прохождения старт-импульсов на счетный вход триггера 10. По первому, следующему после команды ПУСК, старт-импульсу триггер 10 устанавливается в состояние 1 и открывает элементы 11 и

12 И. Выходные импульсы генератора

5 поступают через элемент 12 И на вход сложения реверсивного счетчика 13. Следующий после этого стоп-импульс проходит через элемент

11 И и устанавливает триггер б в состояние 1, элемент 12 И закрывается, а элемент 4 И открывается. Выходные импульсы генератора 5 поступают через элемент 4 И на вход вычитания реверсивного счетчика 13.

По приходу следующего старт-импульса триггер 10 устанавливается в нулевое состояние и устанавливает в это же состояние триггеры 6 и 7.

Цикл преобразования заканчивается.

Выходной код снимается с прямых выходов реверсивного счетчика и инверсного выхода триггера знака, входящего в состав реверсивного счетчика.

В предложенном преобразователе за цикл его работы производится двойное измерение угла: от стартдо стоп-импульса в прямом коде и от стоп- до старт-импульса в дополнительном коде. Результаты обоих измерений складываются. Длительность цикла преобразования от команды

ПУСК до окончания преобразования как и в-прототипе не превышает двух периодов старт-импульсов.

Скважность импульсов генератора

5 выбирается равной 0,5. Синхронизация старт- и стоп-импульсов с .импульсами генератора 5 не производится. B результате предложенном преобразователе по сравнению с прототипом уменьшается вдвое погрешность квантования, а также уменьшается влияние внешних и внутренних шумов.

Работоспособность преобразователя подтверждается примерами.

Пусть период старт-импульсов равен восьми периодам генератора 5.

Временной интервал между старт- и стоп-импульсами соответствует пяти периодам генератора 5, а временной интервал между стоп- и старт-импуль796885 сами соответствует трем периодам.

Число разрядов реверсивного счетчика 13 выбирается равным трем (без учета знакового разряда). Если стопимпульс находится в паузе ме кду пятым и шестым импульсами генератора 5, то в конце цикла измерения на реверсивном счетчике 13 будет код, равный 5-3=2. В знаковом разряде будет О.Поскольку выходной код снимается с инверсного выхода триг,гера знака, то значение выходного кода будет равно 8+2=10, что соответствует суммарному коду двух периодов от старт- до стоп-импульсов.

Если передний фронт стоп-импульса совпадает с пятым импульсом генератора 5, то код на реверсивном счетчике 13 будет равен 5-4=1. В знаковом разряде будет О. Значение выходного кода будет равно 8+1=9, что также соответствует суммарному коду двух периодов от старт- до стоп-импульсов. Из этого примера наглядно видно увеличение разрешающей способности преобразователя, что снижает погрешность квантования.

Если временной интервал от стартдо стоп-импульсов соответствует трем периодам генератора 5, а временной интервал между стоп- и стартимпульсами соответствует пяти периодам, то код реверсивного счетчика 13 в конце цикла будет 3-5=-2, что соответствует коду б для трех,разрядного счетчика. Триггер знака будет в состоянии 1. Значение выходного кода будет равно б, что соответствует суммарному коду двух временных интервалов. Если временной интервал от старт- до стоп-импульсов равен 2,5 периодов генератора 5 (стоп-импульс совпадает с третьим импульсом генератора 5), то выходной код трехразрядного преобразователя будет равен 5, т.е. (3-6=-3). Аналогичным образом можно проследить работу преобразователя при любом расположении старт- и стоп-импульсов.

Кроме того, в таком преобразователе уменьшается погрешность от мгновенной нестабильности старт-импульсов, вызванной влиянием внешних и внутренних шумов. Это происходит потому, что в одном цикле преобразования производится измерение двух временных интервалов между од!

iHHM и тем же стоп-импульсом и двумя различными старт-импульсами, а выходной код равен сумме этих временных интервалов. -

В предлагаемом преобразователе повышена его точность при сохранении быстродействия.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого подключены к первому и второму компараторам, элемент И, входы которого соединены с выходами генератора импульсов и триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены триггер пуска, управляющий триггер, три дополнительных элемен20 та И и реверсивный счетчик, один вход триггера пуска соединен с источником команды ПУСК, а выход иодключен к одному входу первого дополнительного элемента И, другой

25 вход которого соединен с выходом компаратора, а выход подключен к счетному входу управляющего триггера, один выход управляющего триг-. гера подключен к одному входу второго дополнительного элемента И, к третьим входам элемента И и третьего .дополнительного элемента И, другие входы которого соединены с выходом генератора импульсов и другим выходом триггера, а выход подключен к одному входу реверсивного счетчика, другой вход третьего дополнительного элемента И соединен с выходом второго компаратора, а выход подключен к одному входу триг40 гера, выход элемента И подключен к другому входу реверсивного счет-. чика, а другой выход управляющего триггера подключен к нулевым входам триггера и триггера пуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 372682, кл. Н 03 К 13/20, 1971.

2. Зверев A. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений и цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с.156, рис.80 °

3. Там же, с. 154, рис. 78 (про" тотип).

Составитель Н. Назаркина

° Редактор П. Бабич Техред д. Ач КОРРектоР Н.Григорук

Заказ 9774/68 Тираж 702 Подписное

ВНиипи Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4