Преобразователь угла поворота вала в код

 

3 (7!) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОГА

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике, информационно-измерительной н вычислительной технике ы может быть нспользовано в системах управпення н регулнрованняе

Известны преобразователи угс!п-код, содержащие генератор импульсов, делитель частоты, формирователи импульсов, фаэоц ащатель, фшьтр, позволяющие преобразовать угсп поворота вала фаэовращателя в цифровой код с промежуточным нреобразованнем в фазу.

Однако такие преобразователи имеют малую вероятность безотказной работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь угсп-код, содержаний генератор импульсов, выход которого соединен с входами делителя частжы и импульсного дешнфратора. Выходы дешнфратора связа»ны с жпсодамн формирователей импульс- ных напряжений, выходы которых coegaпены с аналоговымн сумматорамн, & Bbl» ходы аналоговых сумматоров соединены

2 с входами фазовращатепя. Выход фаэовращатепя через фильтр подсоеднцен z формнроватепо фазового импульса f3. )

Однако данный преобразователь имеет низкую достоверность выходного кода преобразователя.

Цель изобретения - увеличение достоверности выходного кода преобраэователяе

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем генератор импульсов, выход которого coepgнен с сннхронизнрующнм входом первого импульсного дешнфратора н входом делит ля частоты, выход которого соединен с информационным входом первого импульса. ного дешнфратора, выходы кс горого соедннены с соответствутршнмн входами первого и второго формнроватепей импульсного напряження, выходы которых соединены с первыми входами аналоговых сумматоров1 выходы которых соединелы с входами фаэовращателя, выход которого соединен с входом первого фильгра, вы3 М135 ход которого соединен с вход м первого формирователя фазового импульса, третий и четвертый формирователи импульсно1о напряжения, выходы которых соединены с вторыми входами аналоговых суммато5 ров, введены вторые импульсный д ыифратор, фильтр и формирователь фазового импульса, регистр, потенциальный дешифратор, диагностический триггер и блок, Ю преобразовання кодов, выход которого сое-1р динен с информационным входом второго импульсного дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего и четвертого формирователей импульсного напряжения, выход фазовращателя соединен с входом второго ф1ильтра, выход которого соединен через второй формирователь фазового импульса с

Ц -входом диагностического триггера, выход делителя частоты соединен с первыми входами блока преобразования кодов и регистра и.входом потенциального дешифратора,. выход которого соединен с

Д -входом диагностического триггера, выход первого формирователя фазового импульса соединен с вторым входом регистра, выход которого соединен с вторым входом блока преобразования кодов, выход генератора импульсов соединен

ЗО пульсного дчпифратора.

На фиг. 1 приведенщ структурная схема преобразователя на фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных блоков преобразователя.

Преобразователь содериит генеуатор

1 импульсов, делитель 2 частоты, блок

3 преобразования кодов, импульсные дешифраторы 4 и 5, формирователи 6 — 9 импульсного напряжения, аналжоные сумматоры 10 и 11, фазовращатепь 12, ф ютьтры 13 и 14, формирователи 15 и

16 фазового импульса, регистр 17, потенциальный децифратор 18 и диагностический триггер 19.

На диаграмме изображены следукяцие потенциапы: с» -первый выход дешифрат ра 4-, б - второй выход децифратора 4

Ь - третий выход дешифратора 4,,выход формирователя 6, Е - выход формироватепя 7, 4с - первый выход дешиф

pегоpa 5, и - третий выход дешифратора

5, К - четвертый выход дещифратора 5, A — выход формирователя 8, и — выход формирователя 9, м - выход сумматора

10,,е — выход сумматора 11, и - выхо фильтра 13, р - иыход фильтра 14, Ч— угу поворота вала фазовращатепя.

7 ф

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы, вырабатываемые генератором 1, поступают для счета в делитель

2 и для синхронизации в импульсные дешифраторы 4 и 5. С выхода делителя 2 последовательность кодов поступает на импульсный дешифратор 4, на выходах которого появляются импульсы в следующих случаях на выходе 1 при Й.,=О Ч„+ 1 на выходе 2 при 1,р

1 а 1 й"„+ на выходе 3 прн д

1" +Л на выходе 4 при

М„= где M< — максимальное значение кодов

И

Выходы 1 и 2 импульсного дешифратора 4 соединены соответственно с входами 5 и и Я - В триггера, обра-зующего формирователь випульсного напряжения 6. Выходы 3 и 4 импульсного дешифратора 4 соединены coorsетственно с входами 8 и Й R - S -триггера, образующего формироВатель импульсного напряжения 7. Единичные выходы R5 epos являются выходами форми роватепей 6 и 7, на этих выходах образуются напряжения типа «меандр», с пеРиодом Т р сдвинУчые дРУг относнтел но друга на четверть периода, т.е. явпяюЩИЕСЯ ШаДРай;УРНЫМие

Аналогично на выходах импульсного е сддедуюших слухыях

m maabb ae 1 йэ да выходе 2 прн l

1 е+е на выходе 3 прн о р 4 э й" + на выходе 4 nps (р 1

I где Ng - максимальное значвние ходов

М

Выходы 1 g 2 имлульсного дешифратора 5 соединены соответственно с входарми S u R Й - 9 -триггера, образующего формирователь импульсного напряже ния 8. Выходы 3 и 4 импульсного дешифратара 5 соедшены соответственно с входами 5 и Й 8. - Ь --триггера, образующего фсумнроватепь импульсного напряжения 9. Единичные выходы Й -5

Таким образом, на один вход фазовращатепя 12 подходит напряжение Ug

= 0, + Uq, а на другой вход фазовращатепя 12 подходит напряжение Оо

= 0р + Ор, причем О явпяется квадратурным к О д, а 0g явпяется квадра- турным к U . Период 0 и U равен

Т, а период 0 и Îtt равен

=* 2,5 Т . Ha основании принципа наложения, на выходе фазоврашатепя имеется напряжение U1a - u + О,,, причем первая гармоника U ôîðìèpóåòñÿ под воздействием первых гармоник квадратурных,напряжений U+ и О, первая гармоника 0 формируется под воздействии ем первых гармоник квацратурных напряжений Up и U .

Причем фаза первой гармоники напряжежя U

0., < и К,, сдвигают фазы этих гармонйк. Счйтая, что фильтры идентичны, и что их фазы неизменны и равны; и ttpmняв фазовый сдвиг фильтров за начало отсчета, можно утверждать, что фаза напряжения на выходе фятьтра 13 (он выдепяет первую гармонику напряжения

5 9513 триггеров являются выходами формирова» татей 8 и 9, на этих выходах образуются напряжения типа меандр" с периодом Г 2 5 Г сдвинутые друг относитепыю друга на четверть периода, т.е. являющиеся квадратурными.

Аналоговые сумматоры 10 и 11 скпадьпмют попарно попученные напряжения и подают их на вход фазоврашатепя.

Аналоговые сумматоры 10, 11 представпяют собой суммирующие усилители, на основе операционного усипитепя.

Одноврем гно с выхода делителя 2 поспедоватепьность кодов поступает на блок 3 преобразования кодов, где проис- 1З ходит спожейие этих кодов с выходным кодом преобразователя с одновременным депением на чиспо 2,5. Т.о. на выходе блока 3 преобразования кодов образуется новая поспедоватепьность кодов. 20

Формирование блоком, 3 посг едоватепьности кодов со сдвигом, пропорционапьным выходному коду преобразоватепя, осуществляется следующим образом.

Пбспедовательность кодов с выхода 25 депитепя 2 умножается на число 0,4, что равнозначно депению на чиспо 2,5. . Чиспо 0,4 представляется

0,4 - -+ + +

4 4 1 1

Ю И 11м . Исходя из такого представпения умножение кода N на число 0,4 представпяется в виде

Ъ и 8 К N ы Я ss

Ф+ — +Ф. + + +

Р ь ь 7 ю м

Таким образом, чтобы умножить код

М на чиспо 0,4 необходимо сложить. семь кодов, каждый из которых образует-, о ся путем сдвига в сторону мпадших разрядов соответственно на 2, 3, 6, 7, 10, 11 s 12 разрядов. Такое спожение осуществпяется на комбинационных сумматоpaz, При этом на блок 3 от депитепя 2

45 подводится последовательность кодов и с разрядностью ", на импупьсный депифратор 4 «поспедовательность кодов и, образуккцихся из rl -2 младtuttx разрядов кодов 8 а после умножения N на 0,4 берется поспедоватепь30 ность кодов Nq, образукяцихся из h -2 мпадших разрядов кодов 8 0,4.

Если обозначить через,й1 интервал времени шага поспедоватепьности кодов

t4 то период поспедоватепьности кодов,, ицуших на импульсный дешифратор 4, равен

Т„= ?. - д1

87. 6

В другом случае период поспедоватепь

m кодов, образующихся из и 2 мпадших разрядов кодов И 0,4, равен l . l,5 т„=— е где депение на 2" означает, что берется

4 мпадших разряда. „ и Т 1 видно, что = 1,5Т

Т.е. период последовательности кодов

8 в 2,5 раза больше периода поспедоватецьности кодов Й .

Последовательность кодов N q затем суммируется с выходным кодом преобразоватепя (суммирование осуществпяется на комбинационных сумматорах) и жжученная новая последовательность Й имвет период в 2,5 раза больше периода последовательности N, но нулевое жачение сдвинуто на значение выходного кода преобразователя.

В связи с использованием комбииа ционных сумматоров отпадает необходимость в цепи синхронизации работы бпока 3 преобразования кодов.

7 9513

0 ) равна углу поворота вала фазовращатепя, а фаза напряжения на выходе

Фвльтра 14 (он выделяет первую гарМонику напряжения У ) равна нулю или

180 (ф1йг. 2, моменты . и 6< ).

Импульс с выхода формирователя 15 производит запись кода, характер зуюmего угоп поворота вала фазоврашателя, с выхода делителя 2 в регистр 17. В момент же выхода импульса с формирова- 10 тепя. 16, код в делителе равен нулю илИ положение максимальнсго значения, потенциальный дешифратор 18 выдает на свой выход сигнал в виде логической 1, кОГсрая записыв& ется В диагностический 1 5 . триггер 19, который представляет собой

Ф

D — Ч -чржтер, 9 - выход этого триггера соединен с выходом потенциального дешифратора 18; а Ч -выход соединен с выходом формирователя фазового импульса 16. Диагностический триггер 19 изменяет свое состояние в соответствии с сигналом на выходе дешифратора 18 лишь в том случае, если на его Ч -вход придет импульс с формирователя фазово- у го импульса 16. Единичное состояние диагностического триггера 19 характеризует исправное состояние преобразоватепя; В случае же неисправности в момент выхода импульса с формирователя

16, код в делитепе 2 не равен нрпо ипи половине максимального значения, на выходе дешифратора 1 8 устанавливается О, и в триггер записывается логичесжий О, @иксируккций неисправность.

Экономический эффект от использования предпагаемого преобразователя апредепяется его техническими преимуществаЬЯ, Ф

Формула изобр ет ения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержаший генератор импульсов, щим входом первого импульсного дешиф ратора и входом делителя частоты, выход кс горого соединен с информационным вхо57 8 дом первого импульсного дешифратора, выходы которого соединены с соответствуквцими входами первого и второго формирователей импульсного напряжения, выходы которых соединены с первыми входами аналоговых сумматоров, выходы которых. соединены с входами фазовращатепя, выход которого соединен с входом первого фильтра, выход которого соединен с входом первого формирователя фазового импульса, третий и четвертый формирователи импульсного напряжения, выходы которых соединены с вторыми входами аналоговых сумматоров, о т - л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения достоверности выходного кода, в преобразователь введены вторые импульсный дешифратор, фильтр и формирователь фазового импульса, регистр, потенциальный дешифратор, диагностический триггер и блок преобразования кодов, выход которого соединен с информационным входом второго импульсного дешифратора, выходы которого соедин ны с соот ветствукицими входами третьего и четвер» того формирователей импульсного напряжения, выход фазоврашатепя соедннен со входом второго фильтра, выход которого соединен через второй формирователь фазового импульса с Ч -входом диагностического триггера, выход делителя частоты соединен с первыми входами блока преобразования кодов s регистра и входом потешщального дещи@ютора, выход которсьго соединен с D -входом диагностического триггера, выход первого формироватепя фазового импульса соединен с вторым входом регистра, выход которого соединен с вторым входом блока преобразования кодов, выход генератора импульсов соединен " синхрояизирукицим входом втарого импульсного деш фрато-. рае

Источники информации. принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 413515, кл. 6 08 С 9/04, 1972 (m ).

951357

Составитель Б. Барбараш

Редактор Н, Воловик Техред С.Мигунова Корректор М. Шароши

Заказ 5954/58 Тираж 642 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