Преобразователь углового перемещениявала b код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕтЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистическин

Республик (ii) 842896 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18,07, 79 (21) 2799545/18-24 (51)М. Кл.

G 08 С 9/00 с присоединением заявки йв

Пшудерстеенный квинтет

СССР . не аеяам нзееретеннй н еткрмтн11 (сЗ)Приоритет

Опубликовано 30,06.81. Бюллетень М 24 (5з) удк, .325(088.8) Дата опубликования опнсання 07.07, 81 (72) Авторы изобретения

Е.П.Колмаков, Л.Н.Сердюкова и Е,А.Чернявский-= =

1 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования угла поворота вала в дискретное привращение фазы, . а затем в код. .,S

Известен преобразователь углового перемещения вала в код, содержащий фазовращатель, делитель частоты, формирователь фазового импульса, три элемента И, элемент ИЛИ, регистр кода (12.

Недостаток преобразователя — низкие. помехоустойчивость и надежность при случайных сбоях и помехах.

1S

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угол-дис1 кретное приращение фазы, содержащий фазоврапвтель, делитель частоты,фааоврашатель . свнусоидального наяряженвя, формирователь фазового импульса, пять элементов И, регистр кода, вычитательз блок преобразователя код-частота, элемент задержки, элемент запрета

2 экстраполяции, блок определения приращения, сумматор i: 23.

Недостаток этого преобразователянизкая помехоустойчивость и надежность при случайных сбоях и помехах, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и надежности работы преобразователя углового перемещения вала в код путем уменьшения действия помехи и случайных сбоев, ведущих к потере импульсов, несущих информацию, или появление лишних импульсов, которые приводят в преобразователях накапливающего типа к систематической ошибке.

Поставленная цель достигается тем,. что в преобразователь углового перемещения вала в код, содержащий генератор импульсов, последовательно соединенные депитедь частоты, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с первым входом блока определения

3 8428 приращения, первыми входами первого и второго элементов И и входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами третьего, четвертого и пятого И, вторые входы

5 первого и пятого элементов И соединены с первцм входом блока определения приращения, выход пятого элемента И соединен с первым входом регистра кода, выход которого соединен со вто lp рыми входами второго и третьего элементов И;. выход второго элемента И соединен с первыми входами элемента запрета экстраполяции и вычитателя; выход которого подключен ко второму 15 входу четвертого элемента И и второму входу элемента запрета экстраполяции, выход которого соединен со вторым входом регистра кода, ко второ» му входу вычитателя подсоединен выход щ первого элемента И выходы третьего и четвертого элементов И подключены к входам сумматора, выходы которого соединен с первым входом блока преобра зователя код-частота, введены два триг- 25 гера, шестой, седьмой, восьмой и дев- ятый элементы И, два элемента ИЛИ, счетчик и элемент сравненпя, вход которого соединен со вторым выходом блока определения приращения, выход эле- 5О мента сравнения соединен с первыми входами шестого и восьмого элементов И и с инверсными входами седьмого и девятого элементов И, второй вход шестого элемента И соединен с входом з5 делителя частоты и с выходом первого триггера, вход которого соединен с прямым входом седьмого элемента И и с выходом генератора импульсов, выходы шестого и седьмого элементов И 40 через первый элемент ИЛИ соединен со вторым входом блока определения прира. щения, второй вход, восьмой и прямой

Ьход девятого элементов И соединены соответственного со вторым и третьим 45 выходами делителя частоты, выходы восьмого и девятого элементов И через. второй элемент ИЛИ сеединен со вторым входом блока преобразователя код"частота, выход которого .соединен со вхо 5О дом второго триггера, а выход второго триггера подключен к входу счетчика.

Влок-схема преобразователя изображена на чертеже.

Преобразователь содержит делитель

1 частоты, формирователь 2 синусоида льного напряжения, фазовращатейь 3, формирователь 4 фазового импульса, 96 4 элементы И 5 -13, элемент запрета 14 экстраполяции, блок 15 определения приращения, сумматор 16, регистр 17 кода, вычитатель 18, блок 19 преобразователя код-частота„ элемент 20 задержки, элементы:ИЛИ 21 и 22, триггеры 23 и 24, генератор 25 импульсов, счетчик 26, элемент 27 сравнения.

Преобразователь работает следующим образом, Тактовые импульсы с частотой f поступают на делитель 11астоты имеющий коэффициент перерасчета 2,где и— число разрядов делителя частоты.

С формирователя 2 синусоидального напряжения осуществляется эапитка фазовращателя 3, на выходе которого формируется синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения на угол, равный углу разворота ротора фазовращателя

3, и затем поступает на формирователь

4 фазового импульса.

Формиователь 4 фазового импульса вырабатывает фазовый импульс в момент перехода синусоидального напряжения через нуль, Уменьшение погреши» ности преобразователя возникающей при высоких скоростях (47 — ) врал3 зlf у шения входного вала, осуществляется следующим образом, В блоке 15 определения приращений измеряется кодовый эквивалент приращения 4 й1=й1-й(-1, где й(й -1- эначеф ния кода угла в i-ом и l-1-ом циклах преобразования, каждый цикл пре-, образования Т урт -, где г - число триггеров 24 между делителем l частоты и генератором 25 импульсов, (для приведенной блок-схемы г равно еденице) °

Затем осуществляется линейная эк страполяция дискретного приращения угла на следующий цикл с помощью бло-. ка 19 преобраэввателя код-частота в равномерно расставленные на интервале

Т ймпульсы, число которых равно 4 и .

Приращение угла хранится в регистре 17 кода куда оно переписывается через элемент И 7 фазовым импульсом, задержанным элементом 13 задержки на 1, "+.

В сумматоре 16 алгебраически складываются значение ЬN<, переписываемое из регистра 17 кода через элемент И

842896

Формула изобретения

5 задержанным фазовым импульсом, и погрешность измерения приращения+ 4 равная разности между приращением угла в l-ом цикле, вводимом-из блока

15 определения приращения через элемент И 8 фазовым импульсом, и в предыдущем !-1-ом цикле преобразования, вводимом из регистра 17 кода через элемент И 9 фазовым импульсом, Выдержание для.йpii имеет вид4и1 10

Ьй(hN„-<, определяетея в вычитателе

18 и переписывается через элемент И б из вычислителя 18 задержанным фазо» вым импульсом в сумматоре 16, Элемент 14 запрета экстраполяции, lS на вход которого поступает информаций с вычислителя 18 и регистра 17 кода, переписываемая.через элемент И 9 фазовым импульсом, определяет, когда необходимо использование линейной 20 экстраполяции и осуществляет сброс в "О" регистра,17 кода, так как в случае дрожания фазового импульса возможна погрешность при использованйи экстраполяции, 23

Кодовый эквивалент, соответствующий углу разворота фазовращателя 3 накапливается в счетчике 26..

Для повышения помехоустойчивости преобразователя угол-дискретное при- 30 ращение фазы-код при передаче единичных приращений увеличивается число.импульсов, соответствующих единич ному приращению, соответственно ysensчивая разрядность.накаппивающего счет 3S чика. При этом ослабление действия помехи на интервале времени A,t опре- деляется выражением гдейй - — величина изменения входного

I сигнала за промежуток вре= мени;

à — число дополнительных триггеров между счетчиком, 26 и блоком 19 преобразователя кодчастота (на блок-схеме 11).

К .. " среднее число импульсов помехи

30 на интервале Ас

При этом, когда Ай на интервале ht больше или равен одному дискрету, что ,определяется элементом 27 сравнения, формирование числа импульсов, равноЯ го Дй 2, реализуется путем подачи на блок 19 преобразователя код- частота

° частоты с делителя 1 частоты в 2 pas выпе.

Ь

Этот выход делителя l частоты подключается к входу блока 19 преобразователя код-частота через элемент

И 12 за счет сигнала разрешения, подаваемого с элемента 27 сравнения.

Если величина 4М меньше одного дискрета q, то через элемент И 13 на вход блока 19 преобразователя код-частота подключается частота с другого выхода делителя 1 частоуы и на выходе блока 19 преобразователя код-частота формируется число импульсов, равное величине кода бй на интервале преобразования.

Для того, чтобы сформировать число импульсов на интервале преобразования в 2 раз болыпе, чемАЙ при низких скоростях (being), требуется больше времени для измерения приращения, и, чем ниже скорость, тем оно больше. Поэтому предлагается в этом случае при измерении приращений уменьшить шаг дискретизации в 2 раз (.ф ), что

Ф. реализуется путем подачи через элемент

И ll в 2 pas более высокой, чем в случае высоких скоростей приращений, пО запрещаемому сигналу с элемента 27 сравнения.

При высокой скорости врашения на вход блока 15 определения приращений через элемент И 10.подается частотаф и при этом формируетсяМ в блоке 15 определения приращений с шагом дискретизации, равным q.

Таким образом, в преобразователе накапливающего типа угол-дискретное приращение фазы-код помехи при передаче информации в виде приращения уменьшается;в.,l раз„ за счет чего увечивается достоверность выходной информации преобразователя, а тем самым и надежность его работы.

Преобразователь углового перемещения вела в код, содержащий генера.тор импульсов, последовательно соеди-. ненные делитель частоты, формирователь синусоидалького напряжения, фазовращатель фазового импульса, выход которого соединен с первым входом блока определения приращения, первыми входами первого и второго элементов И и входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами и третьего четвертого и пятого элемен"

Источники информации, йринятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

9 4398341 кл. С 08 С 9/00, )973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2450593/I8-24, 3р кл. G 08 С 9/00, I977 (прототип).

7 8428 тов И, вторые входы первого и пятого элементов И соединены с первым выходом блока определения приращения, вы«

:ход пятого элемента И соединен с пер вым входом регистра кода выход котоУ

5. рого соединен со вторыми внодамн второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с первыми

Входами элечеита запрета экстраполяции и вычитателя,выход которого подключен щ ко второму входу четвертого элемента

И и второму входу элемента запрета экстраполяции, выход которого соединен со втЪрым входом регистра кода, ко второму входу вычитателя подсоединен выход первого элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к. входам сумматора, выход . которого соединен" с первым входом блока преобразователя код-частота, отличающийся тем; что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности работы преобразователя, в него введены два триггера, шестой, седьмой, .восьмой и девятый элементы

И, два элемента ИЛИ, счетчик и элемент сравнения, вход которого соединен со вторым выходом блока определения приращения, выход элемейта сравнения соединен с первыми входами

96 8 шестого и восьмого элементов И н с инверсными входами седьмого и девятого элементов И, второй вход шестого элемента И соединен с. входом делителя частоты и с выходом первого триггера, вход которого соединен с прямым: входом седьмого элемента И и с выходом генератора импульсов, выходы шестого и седьмого элементов И через первый элемент ИЛИ соединены со вторым вхо дом блока определения приращения, второй вход восьмого h прямой вход девятого элементов И соединены соответственно со вторым и третьим выходами делителя частоты, выходы восьмого и девятого элементов И через второй элемент ИЛИ соединены со вторым входом блока преобразователя кодчастота, выход которого соединен со входом второго триггера, а выход второго триггера подключен к входу счетчика.

ВНИИПИ Заказ 5109/65

Тираж 691 Подписное

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