Преобразователь угол-код

 

О h И С А Н И Е (ii) 842900

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Срциалистическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 1.07.79 (21) 2796547/18-24 (51)NL. Кл.

G 08 С 9/04 с прнсоеянненнем заявки М (23) и риорнтет

9еударстеенныб кеянтет

СССР ю аенем нзебретеннй н еткрытнЯ

Опублнковано 30.06.81. Бюллетень Рв 24 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опублнковання опнсання 30.06.81 (72) Автор нзобретення

Е.П. Колмаков г

J (71) Заявнтель

:(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования угла поворота вала в код.

Известен преобразователь угол-код, содержащий генератор импульсов, делиS тель частоты, блок питания фазовращателей, два фазовращателя, два формирователя фазовых импульсов, три элемента И, регистр и три триггера Г 13 .

Недостаток данного преобраэовате» ля - увеличение погрешности преобразования, обусловленной нестабильностью параметров блоков преобразователя от времени и при изменении внешних условий.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому преобразователь угол-код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, блок питания фазовращателей, выход которого подключен ко входам двух фазовращателей, один из которых заторможен, второй вы2 .ход делителя частоты соединен с блоком элементов И, а также через дешифратор - с входом первого элемента И, второй вход которого через первый формирователь фазового импульса соединен с эаторможентнем фазовращателем, выход первого элемента И соединен с входом установки единицы триггера, единичный выход которого через вто- рой элемент И соединен с первым входом триггера и вторым входом блока элементов И, а нулевой выход триггера — с третьим входом первого элемента И, второй фазовращатель через формирователь фазового импульса подключен ко второму входу второго элемента И (21.

Недостатком этого преобразователя является рост погрешности преобразования иэ-sa,íåñòàáèëüíîñòè параметров блоков, которая возникает при изменении внешних условий и с изменением параметров элементов преобразователя во времени.

842

Цель изобретения — повышение точности преобразования путем введения поправки по результатам преобразования заторможенного фазовращателя, т.е, осуществляя коррекцию систематичес- S кой погрешности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены элемент управляемой задержки,, элемент задержки, два ключа, блок измерения времен- 1 ного интервала, второй и третий триггеры, третий и четвертый элементы И, элемент НЕ и дополнительный дешифратор, выход которого соединен с первым входом блока измерения временного ин-, 1S гервала, выход которого соединен с первым входом. элемента управляемой задержки выход которого соединен с другим входом регистра кода, второй вход элемента управляемой задержки соединен с выходом второго элемента

И и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с ну- . левым входом второго триггера, второй вход. третьего элемента И соединен с инверсным входом дешифратора и единичным входом второго триггера, второй вход блока измерения временного интервала соединен с выходом генератора и третьим входом элемента управляемой задержки, третий вход блока измерения временного интервала соединен с выходом первого элемента

И и единичным входом первого триггера, один вход дополнительного дешифратора .соединен со вторым выходом делителя частоты, а другой - с управляющим входом первого ключа, входом элемента НЕ, третьим входом первого элемента Й и выходом четвертого эле- 40 мента И, прямой выход дешифратора соединен с первым входом четвертого элемента И, нулевой вход третьего триггера соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, второй вход четвертого элемента И соединен с инверсным выходом третьего триггера, счетный вход которого соединен со вторым выходом делителя частоты, сигнальный вход первого iaaoча соединен с выходом первого фазовращателя, сигнальный вход второго клю( ча соединен .с выходом второго фазовращателя, а управлякщий вход второго ключа - с выходом элемента НЕ, вых оды.обоих ключей подключены к входу ° формирователя фазового импульса, 900 ф выход которого соединен со вторым входом второго элемента И.

На чертеже приведена. блок-схема предлагаемого устройства.

Преобразователь yroë код содерзит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок питания 3 фазовращателей, фазовращатель 4, заторможенный. фазовращатель 5, ключи 6 и 7, элементы И 8, а 9, 10 и 11, триггеры 12, 13 и 14, дешифраторы 15.и 16, формирователь 17 фазового. импульса, ревистр 18 кода, блок 19 измерения временного интервала, элемент 20 управляемой задержки,. элемент НЕ 21, элемент 22 задержки.

Преобразователь угол-код работает следующим образом..

С генератора .1 импульсов на вход делителя 2 частоты имекщего коэффициент деления 2, где М вЂ” число двоичи ных. разрядов выходного кода преобразователя, поступают импульсы с частотой P . С выхода делителя частоты сии= маются сигналы в виде меандра с частотой следования „, которые поступают на вход блока 3 питания фазовращателей, формирующего синусоидальное напряжение .с частотой „, синхронизированное по фазе с импульсами делителя частоты. Синусоидальное напряже" ние поступает . на входы фазовращателей, после чего напряжение с фазовращателя

4, сдвинутое по фазе относитепьно входного напряжения на угол, пропорциональный углу поворота вала, посту-пает на вход ключа 7 ° Напряжение с заторможенного фазовращателя 5, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения на постоянный угол, пропорциональный зафиксированному положению ротора фазовращателя 5, подается на вход ключа 6 ° Управление ключами 6 и

7 осуществляется е дешифратора 16, который поочередно подключает к входу формирователя фазового импульса 17 фазовращатели 5 и 4. и

На дешифратор 16 поступают частоты со всех разрядов делителя 2 частоты, с выхода дешифратора 16 формируется импульс разрешения только при наличии на его-входе кодовой комбинации, соответствующей постоянному фазовому сдвигу у т,; заданному заторможенным фаэовращателем 5 При этом передний фронт импульса соответствует углу<за — Вам, а эадйий -0(з + ЬаС .где.1 ЮГ" погрешность, обуслбвленная нестабильностью параметров узлов преобразова8429 тели во времени и при изменении внешних условий. Положительный нмпульс разрешения открывает ключ 6, а проинвертированный на элементе НЕ 21 ключ 7, S

Таким образом, поочередно подключаются выходы фазовращателя 5 и 4 к формирователю фазовых импульсов 17, который формирует фазовый импульс в момент перехода синусоидального на- !0 ,пряжения через нуль от отрицательного значения к положительному. Если преобразователь исправен, то фазовый импульс, формируемый при подключении к формирователю 17 фазового импульса заторможенного фазовращателя 5, совпадает е импульсом разрешения,. формируемым дешифратором 16 и, пройдя элемент И 8, устанавливает .единицу в триггере 12. При этом.с пря- 1 мого выхода триггера 12 поступает разрешение на элемент И 9, и фазовый импульс, сформированный по выходному напряжению фазовращателя 4, подкорректированвый управляемой линией 20 задержки, переписывает в регистр !8 кодовый эквивалент, равный углу разворота фаэовращателя 4, и одновременно устанавливает нуль в триггере 12, ко-. торый запирает элемент И 9 до прихода следующего фазового импульса, формируемого по выходному напряжению с заторможенного фазовращателя 4.

В случае, когда фазовый импульс, формируемый по выходному напряжению с фазовращателя 4, попадает в диапазон углов +>a Ь дС, необходимо открывать ключ 7, что реализуется с помощью триггеров 14 и 13. Для этого на единичный вход триггера 13 подается импульс с инверсного выхода дешифратора 16, который устанавливает его в единицу пб перепаду — нуля на еди ницу, а на нулевой вход через элемент И 11, на второй вход которого подается импульс разрешения с инверсного выхода дешифратора 16 — фазовый . импульс с элемента И 9. Таким образом, в случае совпадения фазовых сдвигов синусоидальных напряжений с фазовращателей 4 н 5 триггер 13 устанавливается в единицу; так как импульсы разрешения, поступакицие на управляющие входы ключей 6 и 7; на" ходятся в противофазе (на ключ 7 подается проинвертированный импульс И разрешения), то фазовый импульс на выходе элемента И 9 отсутствует а вместо импульса установки в нуль

00 Ф триггера 14 подается положительный потенциал. Прн этом на инверсном вы- ходе триггера 14, на счетный вход которого поступает импульсное напряжение со старшего разряда делителя

2 частоты, формируется .импульсное напряжение формы меандр с периодом . gpt( / t M подается на элемент И !0 второй вход которого соединен с дешиф2 1 ратором 16, и раз в,. два периода/ — /:

1 запрещается импульс разрешения с дешифратора 16 (закрывается ключ 6 и открывается ключ 7). В случае, если фазовый импульс, формируемый из выходного напряжения фазовращателя 4 ° не совпадает с импуйьсом разрешения, формируемым дешифратором 16, триггер 3 при приходе фазового импульса устанавливается в нуль Одновременно устанавливается в нуль триггер 14, выходной сигнал которого формируется по перепаду с нуля на единицу сигнала на его счетном входе. Триггер

13 устанавливается в единицу по заднему фронту импульса разрешения с дешифратора !6, при этом ротор фазовращателя 5 заторможен на углес4з,, + совпадающем с передним фронтом сигнала импульсной формы, подаваемого на счетный вход триггера 14 Задержайный элементом 22 задержки на Ф,, 4фу Т гдеТ з- «перепад с нуля на едийицу

Р сигнапа с единичного выхода триггера

13, он оставляет в нуле триггер 14, так как (в момент перепада с нуля на единицу сигнапа на его счетном входе) на его нулевом входе — нулевой потенциал, и ключи 6 и 7 открываются каждый период, Поправка, обусловленная нестабильностью параметров блока 3 питания и формирователя 17 фазового импульса, формируется следук|цим образом,- С помощью дешифратора 15 формируется импульс, передний фронт которого совпа« дает с фазовым сдвигом фазовращателя

54 1 В блоке !9 измерения временного интервала определяется кодовый эквивалент погрешности преобразователя(диу)за счет изменения параметров узлов преобразователя как времен-. ной интервал между передними фронтамн импульса с дешифратора 15 и фазового импульса, формируемого по выходном

7 8429 напряжению заторможенного фазовращателя 5. Блок 19 измерения временного интервала построен на счетчике, на вход которого подаются импульсы с генератора 1 с момента прихода фазового импульса, формируемого по выходному напряжению фазовращателя 5, до мо.— мента прихода импульса с дешифратора

15. Код числа, полученного в счетчике, соответствует величине погреш- 10 ности р . При этом разрядность счетчика выбирается равной +, где

8 - 8 Д „1,, Е, а - максимальное значение погрещности преобраэователя.Старший разряд счетчика использует- 15 ся для определения знака погрешности

Вар . Так, если фазовый импульс приходит раньше, чем импульс с дешифратора 15, то Ыа счетчике получают в прямом коде величину Змр, а в стар- 20 шем разряде — нуль. В случае, если импульс с дешифратора 15 приходит раньше, получают величину Вир, в до-. полнительном коде, а в старшем разряде будет единица. Затем с помощью эле-25 мента 20 управляемой задержки, который имеет диапазон задержки 2 аа(и начапьную задержку 4А, по коду Зи1 с обратным знаком вводится поправка, приводящая к задержке фазо- 50 вого импульса на временной интервал, пропорциональный величине.

Таким образом, введение поправки по55 .результатам измерения фазового сдвига заторможенного фазовращатепя позволяет уменьшить погрешность, обусловленную нестабильностью параметров ymoy

- преобразователя от внешних фак- 40 торов и от времени, а следовательно повысить точность . преобразования.

Фориула изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, выход которого подключен ко входам фазовращателей, второй выход делителя частоты соединен с одним входом регистра кода и входом

SS дешифратора, выход формирователя фазового импульса соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с единичным входом

00 8 триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены элемент управляемой задержки, элемент задержки, два ключа, блок измерения временного интервала, второй и третий триггеры, трЬюий и четвертый элементы И, элемент НЕ и дополнительный дешифратор, выход котОрого соединен с первым входом блока измерения временного интервала,, выход которого соединен с первым входом элемента управляемой задержки, выход которого соединен с другим входом регистра кода, второй вход элемента управляемой задержки соединен с выходом второго элемента И и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, второй вход третьего элемента И соединен с инверсным выходом дешифратора и единичным входом второго триггера,.второй вход блока измерения временного интервала соединен с выходом генератора и третьим входом элемента управляемой задержки, третий вход блока измерения временного интервала соединен с выходом первого элемента И и единичным входом первого триггера, один вход дополнительного дешифратора соединен со вторым выходом делителя частоты, а другой — с управляющим входом первого ключа, входом элемента НЕ, третьим входом первого элемента И и выходом четвертого элемента И, прямой выход дешифратора соединен с первым входом четвертого элемента И, нулевой вход третьего триггера соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, второй вход четвертого элемента И соединен с инверсным выходом третьего триггера, счетный вход которого соединен со вторым выходом делителя частоты, сигнальный вход первого ключа соединен с выходом первого фазовращателя, сигнальжй вход второго ключа соединен с выходом второго фазовращатепя, а управляющий вход второго ключа - с выходом элемента НЕ, выходы обоих ключей подключены ко входу формирователя фазового импульса, выход которого сое842900 динен со вторым входом второго элемента И, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское

У 542220, кл. G

2. Авторское

У 464005, кл. Ь тотип ) е

10 свидетельство СССР

08 С 9/04, 1974. свидетельство СССР

08 С 9 /04, 1974 (проСоставитель Е, Бударина

Редактор Н. Бушаева Техред И. Асталош Корректор IO. 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

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