Преобразователь угла поворота валав код

 

О П И С А Н И Е (>842895

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскии

Социалисти(ескик республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кд

Q 08 С 9/00 (22) Заявлено 19. 07, 79 (21) 2792631/18-24 с присоединением заявки .%

Государстееииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23 ) Приоритет

Опубликовано 30. 06. 81. Бюллетень М 24 (53) УДК 681. .325(088.8) Дата опубликования описания 07. 07. 8 1 (72) Авторы изобретения

С.В.Ходаковский, В,С.Покровский и Б.П. омкоК (7l) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством, Известны преобразователи угла, содержащие генератор импульсов,.подклю» ченный через последовательно соединен-, ные делитель частоты и фильтр к фазовращателям точного и грубого отсчета, выходы которых через компараторы подключены к блокам синхронизации, другие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы подключены куправляющим входам блоков элементов

И, другие входы которых соединены с выходами разрядов делителя частоты, а выходы подключены к регистру, выходы регистра подключены к блоку согласова- ния отсчета (11 .

Недостаток таких устройств — их сложность, вызванная необходимостью введения блока согласования отсчетов.

Другие известные преобразователи содердат блок питания, подключенный к фазовращателям, выходы которых через.компараторы подключены -к коммутаторам каналов, управляющие входы которых соединены с блоком управления, а выходы коммутаторов подклю— чены к блоку формирования кода грубого и точного отсчета, состоящего из генератора импульсов, триггеров, счетчиков, регистра и элементов И ь 2).

Недостатком данных устройств также является их сложность.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь угла поворота вала код, содержащий генератор импульсов, подключенный к счетному входу. первого триггера, одному входу элемента И и через элемент задержки к управляющему входу первого блока син» хронизации, выход первого триггера через последовательно соединенные делитель частоты и фильтр подключены к фазовращателям грубого и точного

3 8428 отсчетов, выходы которых подключены к соответствующим компараторам, выходы которых подключены к блокам синхронизации выходы разрядов делителя частоты подключены к первому и второму блокам элементов И, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих блоков синхронизаци :, а выходы подключены к регистру, выход первого триггера подключен к одному . )o входу элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго триггера ° а выход подключен к другому входу элемента И, выход элемента И. подключен к управляющему входу вто- ls ь рого блока синхронизации, выход которого подключен к одному входу второго триггера, другой вход которого соеди нен с одним вьгходом первого блока элементов И ГЗТ. 20

Иедостаток этого устройства — возможная погрешность при считывании сначала кода грубого; а затем точного отсчета, При этом код грубого отсчета может быть сформирован без со- 2S ответствующей коррекции и содержать погрешность.

Цель изобретения - -повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный к счетному входу первого триггера, одному входу элемента И.и через элемент задержки к управляющему входу первого блока синхронизации, выход первого триггера -. через последовательно соединенные делитель .частоты и фильтр подключены 4 к фазовращателям грубого и точного отсчетов, выходы которых подключены к соответствующим компараторам, выходы разрядов делителя частоты подключены к первому и второму блокам элементов И, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих блоков синхронизации, а выходы подключены к регистру, выход первого триггера подключен к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход (,подключен к другому входу элемента !

И;. выход элемента И подключен к управляющему входу второго блока синхронизации, выход которого подключен к одному входу второго триггера, другой вход которого соединен с одним выходом первого блока элементов И, вве95 4 дены два триггера, четыре элемента И, дифференцирующий элемент, одни входы второго и третьего элементов И соединены с выходами первого и второго компараторов, а выходы подключены к первому и второму блокам синхронизации, выходы которых подключены к. одним входам третьего и четвертого триггеров, одни выходы третьего и четвертого триггеров подключены к одним входам четвертого и пятого элементов И, к другим вхадам которых через дифференцирующий элемент подключен выход делителя частоты, а выходы четвертого и пятого элементов И объединены и подключены к другим входам третьего и четвертого триггеров, выходы третьего триггера подключены к другим:входам второго и третьего элементов И соответственно.

Структурная схема предлагаемого преобразователя представлена на чертеже.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 импульсов, подключенный к счетному входу первого триггера 2, одному входу элемента И 3 и через элемент 4 .задержки к управляющему входу первого блока 5 синхронизации, выход триггера 2 через последовательно соединенные делитель 6 частоты и фильтр 7 подключены к фаэовращателям 8 и 9 грубого и точного отсчетов, выходы которых подключены к соответствующим компараторам 10 и l) выходы разрядов делителя 6 частоты подключены к первому и второму блокам

12 и L3 элементов И, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих блоков 5 и 14 синхрони зации, а выходы подключены к регистру

15, выход триггера 2 подключен к одному входу элемента ИЛИ 16, другой вход которого соединен с выходом триггера 17, выход подключен к другому входу элемента И 3, выход элемента

3 подключен к управляющему входу блока 14 синхронизации, выход которого. подключен к одному .входу триггера 17, другой вход которого соединен с одним выходом блока 12 элементов И, один вход второго и третьего элементов И

IS и )9 соединены с выходами компараторов 11 и !О, а выходы подключены к. блокам 5 и 14 синхронизации, выходы которых подключены к одним входам триггеров 20 и 21, одни выходы триггеров 20 и 21, подключены к одним

S 8428 входам элементов И 22 и 23, к другим входам которых через дифференцирующий элемент (не показан) подключен выход делителя 6 частоты, а, выходы элементов 22 и 23 объединены и подклю- чены к другим входам триггеров 20 и

21, выходы триггера 20 подключены к другим входам элементов 18 и 19 со" ответственно.

Устройство работает следующим об- 1а разом.

Сигнал с выхода генератора 1 поступает на счетный вход триггера 2 через элемент 4 задержки на вход блока 5 синхронизации точного отсчета и на д первый вход элемента 3, Выход триггера 2 подключен к делителю 6 частоты. На выходе триггеров делителя 6 формируются прямоугольные импульсы, которые поступают на вход блоков 12 2О и 13.

Прямоугольный сигнал с выхода последнего триггера делителя частоты поступает.на вход фильтра 7, который формирует синусоидальное напряжение. 2S

Кроме того, сигнал с последнего триггера делителя поступает на дифференцирующий элемент, который формирует импульсы и момент перехода этого триггера из состояния "1" в состояние "07 за

Сигнал с выхода фильтра 7 поступает на входы фазовращателя 8 и 9, с выходов которых на входы компараторов

10 и 11 поступает синусоидальное напряжение,,сдвинутое по фазе относительно входного на угол, пропорциональный углу поворота вала фазо- . вращателей. В момент перехода синусоиды напряжения через нуль на входе ,компараторов 10 и 11 формируются им- 46 пульсы, поступающие на входы элемен:тов .И 18 и 19, Так как по окончании предыдущего преобразователя. триггер 20 установлен в положение, при котором на его нервом: выходе имеется разрешающий, а на вто- ром запрещающий сигнал, то элемент И.

18 открыт, а элемент 19 закрыт. Фазовый импульс точного отсчета через элемент И 10 поступает на вход блоВ ка 5 синхронизации точного отсчета, который для исключения неопределеннос" ти считывания имеет управляющий вход, Считывающий импульс на выходе блока 5 синхронизации появляется только в случае, когда на двух входах этого блока присутствуют входные сигналы, т,е, фаэовые импульсы и задержанные эле"

95 е ментом 4 импульсы с генератора 1..

Сигнал с выхода блока 5 поступает на управляющий вход блока 12 элементов И, на выходе которого формируется код точного отсчета, который записывается в регистр 15. Кроме того, значение кода старшего разряда запоминается триггером 17 и служит информацией для сопряжения точного-и .грубого отсчетов. Импульс с выхода блока 5 меняет состояние триггера 20, вследствие чего элементы И 19 и 22 открываются, а элемент И 18 закрывается.

Фазовый импульс грубого отсчета через открывшийся элемент И 19 поступает на вход блока 14 синхронизации грубого отсчета, на упрявляюп чй вход которого поступают сигналы с элемента И 3, Для согласования точного и грубого отсчетов фазовый импульс грубого отсчета сдвигается при настройке фазовращателя 8 в сторону опережения от фазового импульса точного отсчета на величину, равную 1/4 кванта младшего разряда грубого отсчета, В случае, если код старшего разряда точного отсчета равен "1", фазовый импульс сигнала грубого отсчета, сдвинутый прн настройке в сторону опережения, непосредственно исполь« зуется для списывания кода грубого отсчета. Для этого с выхода триггера 17, который запомнил код старшего разряда точйого отсчета, подается через элементИЛИ 16 разрешающий потенциал, который поступает на второй вход элемента И 3, на первый вход которого поступают син". хронизирующне .импульсы генератора 1. о

В момент совпадения фазового импульса грубого отсчета и управляющего импуль са на выходе блока 14 появится импульс считывания, когда все переходные про

I цессы делителя 6 частоты закончены, При этом на выходе блока 13 элементов

И формируется код грубого отсчета, соответствующий положению вала преобразователя, Если код старшего разряда точногО. отсчета равен "0", то фазовый импульс грубого отсчета должен быть сдвинут . в сторону запаздывания от нулевого положения фазовращателя. Для этого с выхода триггера 17, который находит-. ся в положении "0", поступает запрещающий потенциал на элемент ИЛИ 16, На выходе элемента ИЛИ 16 формируются а

842895

8 прямоугольные импульсы, совпадающие с выходными импульсами триггера 2.

Прямоугольные импульсы с выхода элемента ИЛИ 16 и синхронизирующие импульсы генератора 1 поступают на вхо-5 ды элемента И 3. В результате проиаходит временной сдвиг фазового импульса грубого отсчета в сторону запаздывания. На выходах блока 13 формируется код грубого отсчета, который пере- 10 писывается в регистр 15.

Импульс с выхода блока 14 устанавливает в "0" триггер 17 и переключает триггер 21, который открывает элемент

И 23, а также сигнализирует об оконча- 15 нии преобразования по точному и грубому отсчетам, После окончания цикла преобразования в момент перехода делителя 6 частоты из состояния все единицы в 20

tt 11 состояние все нули на выходе дифференцирующего элемента появляется импульс, который проходит через открытый элемент И 23 и переключает триггер 20 и 21, закрывая элементы И

19, 22 и 23 и открывая элементы И 18, На этом преобразование двухотсчетного канала заканчивается, а элементы И

18, 19, 22 и 23, триггеры 20 и 21 находятся в исходном состоянии и готовы для следующего преобразования, В том случае, если фазовращатель

8 грубого отсчета развернут на угол, меныпий, чем фазовращатель 9 точного отсчета, импульс грубого отсчета появ-. З5 ляется раньше, чем импульс точного отсчета, но он не пройдет на вход блока 14, так как элемент 19 будет закрыт. Только после прихода фазового импульса точного отсчета и записи 40 значения кода старшего разряда точного отсчета в триггер 17 фазовый импульс будет пропущен на вход блока 14.

Таким образом, по сравнению с 45 известным предлагаемый преобразователь исключает возможную погрешность при формировании кода грубого отсчета.

Формула изобретения 50

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный к счетному входу первого триггера, одному входу элемента И и через элемент задержки к управляющему входу первого блока синхронизации, выход первого триггера через последовательно соединенные делитель частоты и фильтр подключены к фазовращателям грубого и точного отсчетов, выходы которых подключены к соответствующим компараторам, выходы разрядов делителя частоты подключены к первому и второму блокам элементов

И, управляющие входы которых соединены с выходами соответсвующих блоков синхронизации, а выходы подключены к регистру, выход первого триггера подключен к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход подключен к другому входу элемента И, выход элемента И подключен к управляющему входу второго блока синхронизации, выход которого подключен к одному входу второго триггера, другой вход которого соединен с одним выходом первого блока элементов И, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены два триггера, четыре элемента И, диффе-. ренцирующий элемент, одни входы второго и третьего элементов И соединены с выходами первого и второго компараторов, а выходы подключены к первому и второму блокам синхронизации, выходы которых подключены к одним входам третьего и четвертого триггеров, одни выходы третьего и четвертого триггеров подключены к одним входам четвертого и пятого элементов И, к другим входам которых через дифференцирующий элемент подключен выход делителя частоты, а выходы четвертого и пятого элементов И объединены и подключены к другим входам третьего и четвертого триггеров, выходы третьего триггера подключены к другим входам второго и третьего элементов

И соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

М 41)623, кл. Н 03 К 13/20, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР

У 537731, кл. G 08 С 9/04, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 513367, кл. G 08 С 9/04, 1974 (прототип).

Составитель А.Смирнов

Редактор Н,Бушаева Техред И. Асталош Корректор 1О.Макаренко

Заказ 5109/65 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ 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