Преобразователь угла поворота вала в код

 

о

Союз Советскик

Соцналистнческмк

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (1855708

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (si) . к,.

G 0 8 С 9/00 (22) Заявлено 160779 (21) 2798270/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР

IIo делам изобретений н открытий

Опубликовано 1 50 88 1. Бюллетень Н9 30

Дата опублнкованн я опнсания 1508.81 (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ê.Ñìèðíîâ, И.П.Глаголев и Е.В.Зам (71) 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 поворота вала в код, содержащие последовательно соединенные генератор импульсов, .делитель частоты, блок питания, фазовращатель, выходы которого через блок фазосдвигающих элементов подключены к компараторам, выходы компараторов и генератора импульсов подключены к цифровому измерителю временных интервалов (1) . !5

Недостатком таких преобразовате» лей является погрешность, вызванная изменением параметров фазосдвигакнщих элементов, компараторов,.а также 20 сложностью мощного блока питания,формирующего синусоидальное напряжейие.

Известны также. преобразователи угла поворота вала в код, содержащие двухфазный блок питания, подключен- 25 ный через коммутатор к фазовращателю, выход коыкутатора подключен к преобразователю сдвига фазы в код, другие входы которого соединены с выходами блока управления (2). 30

Недостатком таких преобразователей является сложность блока питания и необходимость двухфазного фазовращателя. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, вход которого соединен с выходом блока питания, а выход через коммутатор подключен к блоку фазосдвигающих элемен тов, выход которого через компаратор подключен к одним входам первого и второго элементов И, другие входы элементов И соединены с первым и вторым выходами блока управления, а выходы подключены к установочным входам триггера, выход триггера под.ключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого .соединен с генератором импульсов, а выход подключен .к счетчику, ус-. тановочный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а четвертый выход блока управления подключен к управляющим входам коммутатора (3) .

Недостатком известного преобразователя является его сложность. Блок управления такого преобразователя со855708 держит триггеры, элементы И и времязадающий элемент, например, счетчик.

Блок питания должен содержать фильтр для формирования синусоидального сигнала из прямоугольного и усилитель мощности синусоидального сигнала. В результате блок питания получается сложный, с большим энергопотреблением. Кроме того, отсутствие синхронизации генератора заполняющих импульсов с частотой питающего напряжения является источником погрешности преобразователя.

Целью изобретения является упрощение преобразователя.

Псставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, вход которого соединен с выходом блока питания, а выход через коммутатор подключен к блоку фазосдвигающих элементов, компаратор,подключенный к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом блока управления, а выходы подключены к установочным входам первого триггера, один выход первого триггера под-: ключен к входу третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетчику, введены делитель частоты, второй триггер и фильтр, выход генератора импульсов через делитель частоты подключен к блоку питания, выход блока фазосдвигающих элементов через фильтр подключен к входу компаратора, выход первого элемента И подключен к установочным входам счетчика и к одному входу второго триггера, один выход счетчика подключен к входу блока управления, а другой выход счетчика к другому входу второго триггера, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, а выходы первого триггера подключены к управляющим входам коммутатора, Блок управления выполнен в виде триггера с раздельными входами, один из которых подключен к источнику команды ПУСК.

Структурная схема преобразователя представлена на чертеже..

11реобразователь содержит генератор 1 импульсов, подключенный через делитель 2 частоты к блоку 3 питания, представляющего собой усилитель мощности прямоугольных сигналов с выхода делителя 2. Выход блока 3 питания подключен к фазовращателю 4, выход которого через коммутатор 5 подключен к блоку 6 фазосдвигающих элементов, который осуществляет сдвиг по фазе несущей на Т сиг2 нала одного входа по отношению к сигналу другого входа.

d0 б5

По сигналу ПУСК с источника 16 перебрасываются триггер блока 11, открывается элемент И 9 и первый после сигнала ПУСК старт-импульс устанавливает в Q« счетчик 14, перебрасывает триггеры 12 и 15, открывается элемент И 1.3 и импульсы с генератора

1 поступают на счетчик 14. При этом. коммутатор 5 подключает выходные сигналы фазовращателя 4 к блоку 6 так, что на его выходе формируется сигнал,. сдвинутый по фазе основной гармоники питающего напряжения на угол, пропорциональный + a(. На выходе компаратора 8 формируются стопимпульсы. С промежуточного выхода счетчика 14 формируется импульс, устанавливающий триггер блока 11 в перВыход блока 6 через фильтр 7, настроенный на частоту несущей (основная гармоника выходного напряжения блока 3), подключен к компаратору 8, выход которого подключен к одним входам элементов И 9 и И 10,вто-, рые входы которых соединены с выходом блока 11 управления, а выходы подключены к триггеру 12. Выходы триггера 12 подключены к управляющим входам коммутатора 5, а один из выходов

1О триггера 12 подключен к элементу И

13„ другой вход которого соединен с выходом генератора 1, а выход подключен к счетчику 14, один выход которого подключен к одному входу триггера

15, выход триггера 15 подключен к третьему входу элемента И 10. Выход элемента И 9 подключен к другим входам триггера 15 и счетчика 14, другой выход которого подключен к одного му входУ блока 11 управления. Блок 11 управления представляет собой триггер с раздельными входами. другой вход триггера соединен с источником

16 команды ПУСК.

Преобразователь работает следую25 щим образом.

Выходная частота генератора 1 через делитель 2 поступает в блок 3, представляющий собой усилитель мощности, работающий в ключевом режиме.

30 Прямоугольные сигналы скважностью 2 . с выхода блока 3 поступают в обмотку возбуждения фазовращателя 4, на выходе которого формируются прямоугольные сигналы, модулированные по

35 амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота. В, исходном положении коммутатор 5 подключает выходные сигналы фазовращателя 4 к блоку 6 фазосдвигающих элементов так, что на

4g выходе блока 6 формируется сигнал, сдвинутый по фазе основной гармоники питающего напряжения на угол, пропорциональный — с . Из выходного сигнала блока 6 с помощью фильтра 7 выделяется сигнал основной гармоники.Из этого сигнала компаратором 8 формируется последовательность старт-импульсов °

855708 воначальное положение. Этот импульс соответствует первому входному импульсу счетчика 14. Емкость этого ,счетчика равна числу импульсов генератора 1, укладывающихся в период питающего напряжения блока 3 ° По переполнению счетчика 14 перекидывается триггер 15 и открывается элемент И 10. Стоп-импульс после прохождения элемента И 10 устанавливает триггер 12 в исходное положение, элемент

И 13 закрывается. В счетчике 14 фиксируется число импульсов, соответствующее временному интервалу от переполнения счетчика 14 до прихода стоп-импульса. Это число импульсов соответствует величине двойного угла поворота 2с входной оси фазовращателя 4. Код на счетчике 14 хранится до прихода старт-импульса после очередного сигнала ПУСК.

В предложенном преобразователе 20 так же, как и в известном, происходит компенсация погрешностей от нестабильности блока 6 фазосдвигающих элементов и компаратора 8. Кроме того, .установка фильтра 7 между бло- р5 ком фазосдвигающих элементов и компаратором 8 позволяет значительно упростить фильтр 7 и выполнить его на основе интегральных микросхем, например, 276ФЕЗ (6K0, 347.012ТУ).

Благодаря величине коммутатора 5 нестабильность фильтра 7 не будет вносить погрешность в тракт преобразования угла в код. Блок 3 питания в предложенном устройстве по существу представляет собой усилитель мощности, работающий в ключевом режиме и усиливающий прямоугольные сигналы с выхода делителя 2 частоты.

Значительно упрощается в предложенном устройстве и блок управления 4О

11, представляющий собой по существу один триггер. Счетчик 14 выполняет. функцию не только счетчика результата, но и функцию элемента задержки, запрещающего изм р ние Hà время пе- 45 реходных процессов при переключении выходных сигналов фазовращателя 4.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает по сравнению с известными устройствами упрек ннс схемного решения, Формула изобретения

1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, вход которого соединен с выходом бл >ка питания, а выход через коммутатсч. подключен к блоку фазосдвигающих элс— ментов, компаратор, подключенный к первым входам первого и второго элсментов И, вторые входы которых coo— динены с выходом блока управлсння, а выходы подключены к установочным входам первого триггера, один выход первого триггера подключен к входу третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетчику, отличающийся том, что, с целью упрощения преобразовато— ля, в него введены делитель частоты, второй триггер и фильтр, выход ген ..— ратора импульсов через делитель частоты подключен к блоку питания, выход блока фазосдвигающих элементов через фильтр подключен к входу компаратора, выход первого элемента И подключен к установочным входам счстчика и к одному входу второго триггер»,. один выход счетчика подключен к в;оду блока управления, а другой выхол счетчика — к другому входу второго триггера, выход которого подключен к третьему. входу второго элемента И, а выходы первого триггера подключены к управляющим входам коммутатора.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю шийся теМ, что блок управления выполнен в виде триггера с раздельными входами, один из которых подключен к источнику команды

ПУСК °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизс

1. Патент США Ф 3505669, кл. 340-347, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 407370, кл. G 08 С 9/04, 1972 °

3. Авторское свидетельство СССР

У 607249, кл. G 08 С 9/04, 1974 (прототип) .

855708

Составитель И..Назаркина

Редактор И.Нестерова Техред А. Бабинец КорректорЮ.Макаренко

Заказ 6919/71 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пр делам иэобретений и открытий

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

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