CS223600B1 - zapojení obvodů převodníku resolver-číslo se spojitou převodní charakteristikou - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení obvodů převodníku resolver-δίβίο se spojitou převodní charakteristikou·

Jednou z důležitých veličin užívaných v automatizovaných měřících systémech, v regulační technice i v dálkovém přenosů dat je úhel natočení hřídele· Ha tuto veličinu lze předvést mechanickým spřažením řadu dalších fyzikálních veličin. 3Shel natočení lze snímat několika způsoby. Hejjednodušší, ale také nejméně spolehlivý a s malou životností je způsobpotěnciometrický. Druhý způsob je snímání úhlu natočení ..optickým kodérem. Tento přenos je spolehlivý a jeho velkou výhodou je přímý výstup v číslicové formě. Optické kodéry však vyrábí jen velmi málo výrobců, jejich sortiment jé malý. Proto se dosud užívají pro přenos úhlu natočení selsyny a resolvery. Zvláště v letecké technice je pro jejich spolehlivost, dlouhou životnost a velmi malé rozměry jejichpoužití nevyhnutelné. κ převodu signálů z resolverů a selsynů na číslo se užívají převodníky selsyn (resolver)-číslo. Existuje několik způsobů, jak tento převod realizovat. Předně je to sledovací převodník využívající násobičky se sinusovou nebo kosinusovou charakteristikou. Tento typ je obtížně realizovatelný pro nedostatek nelineárních násobících prvků malých rozměrů. Stejně je tomu i u druhého způsobu, který pracuje na principu postupných aproximací. Proto se nejčastěji užívá analogový způsob převodu pracující na principu volně kmitajícího harmonického oscilátoru. Hevýhodou převodníků, pracujících na tomto harmonickém principu však je nespojitost charakteristiky, která se vlivem nedostatečné teplotní a časové stability užitých prvků může objevit v oblasti přechodů, např. přechod 0 360°.

- 2 223 600

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení obvodů převodníku resolver-číslo se spojitou převodní charakteristikou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že referenční vstup je připojen jednak na hodinový vstup prvního klopného obvodu a jednak přes logický invertor na hodinové vstupy druhého klopného obvodu, šestého klopného obvodu a sedmého klopného obvodu, jehož výstup je spojen s nuiovacím vstupem čítače, na jehož hodinový vstup je připojen výstup z hradla a jehož výstup nejvyššího řádu je připojen na hodinové vstupy třetího klopného obvodu a pátého klopného obvodu, jehož negovaný výstup je připojen k nastavovacímu vstupu čtvrtého klopného obvodu, jehož negovaný výstup je připojen na nulovací vstupy pátého klopného obvodu, prvního klopného obvodu a druhého klopného obvodu, jehož negovaný výstup je připojen k nulovacímu vstupu sedmého klopného obvodu zatímco jeho výstup je přiveden jednak na ovládací vstupy prvního přepínače a druhého přepínače a jednak na první vstup hradla, na jehož druhý vstup je připojen výstup hodinového generátoru, zatímco výstup prvního klopného obvodu je připojen jednak na vstup druhého klopného obvodu, jednak na nulovací vstup prvého integrátoru, jehož výstup je připojen na prvý kontakt druhého přepínače a na jehož vstup je připojen sběrač prvého přepínače, na jehož druhý kontakt je připojen sinusový vstup a jednak na nulovací vstup druhého integrátoru na jehož vstup je připojen sběrač druhého přepínače, jehož druhý kontakt je spojen s kosinusovým vstupem, přičemž první kontakt prvého přepínače a výstup druhého integrátoru jsou připojeny přes komparátor na hodinový vstup čtvrtého klopného obvodu, přičemž třetí, čtvrtý, pátý a šestý klopný obvod jsou vzájemně propojeny tak, že výstup čtvrtého klopného obvodu je připojen na nulovací vstup šestého klopného obvodu, negovaný výstup šestého klopného obvodu je připojen na nulovací vstupy třetího a čtvrtého klopného obvodu a výstup třetího klopného obvodu na vstupy pátého a čtvrtého klopného obvodu·

Výhodou navrhovaného zapojení je spojitá přenosová char rakteristika převodníku a snadná realizovatelnost daná dostupností jednotlivých typů použitých prvků·

Zapojení podle vynálezu je schematicky znázorněno na

- 3 223 BOO připojenýoh výkresech, kde představuje obr. 1 zapojení obvodů převodníku a obr· 2 v časovém diagramu činnost převodníku·

Referenční vstup 13 je připojen jednak na hodinový vstup prvého klopného obvodu 2 a jednak přes logický invertor 12 na hodinové vstupy druhého klopného obvodu 2, šestého klopného obvodu 6 a Sedmého klopného obvodu 2» jehož výstup je spojen s nulovacím vstupem čítače 8· Na hodinový vstup čítače 8 je připojen výstup z hradla 2 a výstup nejvyššího řádu čítače 8 je připojen na hodinové vstupy třetího klopného obvodu 2 a pátého klopného obvodu 2» jehož negovaný výstup je připojen k nastavovacímu vstupu čtvrtého klopného obvodu 2· Negovaný výstup čtvrtého klopného obvodu 4 j® připojen na nulovaoí vstupy pátého klopného obvodu 2» prvního klopného obvodu 2 a druhého klopného obvodu 2· Negovaný výstup klopného obvodu 2 je připojen k nulovaoímu vstupu sedmého klopného obvodu 2» zatímco jeho výstup je přiveden jednak na ovládací vstupy prvého přepínače 14 a druhého přepínače 15 a jednak na první vstup hradla £, na jehož druhý vstup je připojen výstup hodinového generátoru 10. Výstup prvního klopného obvodu 2 d® připojen jednak na vstup druhého klopného obvodu 2, jednak na nulovaoí vstup prvého integrátoru 11 a jednak na nulovací vstup druhého integrátoru 12· Výstup prvého integrátoru 11 je připojen na prvý kontakt druhého přepínače 15 a na jeho vstup je připojen sběrač prvého přepínače 14. na jehož druhý kontakt je připojen sinusový vstup 18· Na vstup integrátoru 12 je připojen sběrač druhého přepínače 15. jehož druhý kontakt je spojen s kosinusovým vstupem 19. přičemž první kontakt prvého přepínače 14 a výstup druhého integrátoru 12 jsou připojeny přes komparátor 16 na hodinový vstup čtvrtého klopného obvodu 2· Třetí, čtvrtý, pátý a šestý klopný obvod 2» ά»

2, 6 jsou vzájemně propojeny tak, že výstup čtvrtého klopného obvodu 2 d® připojen na nulovací vstup šestého klopného obvodu 6, negovaný výstup šestého klopného obvodu 6 je připojen na nulovací vstupy třetího a čtvrtého klopného obvodu 2» 4 ^a výstup třetího klopného obvodu 2 na vstupy pátého a čtvrtého klopného obvodu 2» 2·

Na první náběžriou hranu referenčního signálu 13 se logická 1 přepíše ze vstupu prvého klopného obvodu 2 na d®k® výstup.

.- 4 223 800

Tím přestanou být integrátory 11 a 12 nulovány. výstup,druhého klopného obvodu 2, který je ve stavu logické 0 drží prvý a druhý přepínač 14. 15 ve stavu, v němž jsou vstupy integrátorů 11, 12 připojeny na sinusový vstup 18 a kosinusový vstup 19, tedy na výstupy resolveru. Dochází k naintegrování počátečních podmínek po dobu jedné půlperiody referenčního signálu 13C neboť na závěrnou hranu tohoto signálu se přes invertor 17 přepíše logická 1 na výstup druhého klopného obvodu 2. Tím přepínače 14. 15 spojí prvý a druhý integrátor 11, 12 do společné smyčky. Vznikne tak harmonický oscilátor, který začne kmitat od naintegrováných počátečních podmínek. Současně s přepnutím prvého a druhého přepínače 14. 15 se otevře hradlo £ a hodinové pulsy z hodinového generátoru IQ procházejí do čítače 8. Nejvyšší bit čítače 8 je zaveden do hodinového vstupu třetího klopného obvodu 3., který dělí dvěma a do hodinového vstupu pátého klopného obvodu 2· Třetí klopný obvod který je vynulován se v okamžiku, kdy uplyne doba jedné půlperiody kmitu harmonického oscilátoru (náběžná hrana na nejvyšším bitu čítače 8) překlopí do stavu logické 1 · Tím j;e stav logické 1 i na vstupech čtvrtého a pátého klopného obvodu 4, 2, čímž jsou oba tyto obvody aktivovány a překlopí se do stavu logické 1 na první náběžnou hranu na svých hodinových vstupech. Čtvrtý klopný obvod £ dostane náběžnou hranu do svého hodinového vstupu z komparátorů 16 v okamžiku, kdy kmit harmonického oscilátoru projde nulovou úrovní v kladném smyslu, což je první průchod nulovou úrovní v kladném smyslu po uplynutí doby jedné půlperiody kmitu. Tento okamžik nastal právě v 'čase,který je úměrný úhlu natočení resolveru. Negovaný výstup čtvrtého klopného obvodu 4 proto vynuluje první a druhý klopný obvod 2» 2, čímž se zavře hradlo £ (stop čítače).

Prvý integrátor 11 a druhý integrátor 12 se vynulují a prvý přepínač 14 a druhý přepínač 15 se přepnou na výstupy resolveru (sinusový vstup 18 a kosinusový vstup 19). Funkce pátého klopného obvodu £ je následujícís když nepřijde v intervalu jedné periody kmitu harmonického oscilátoru náběžná hrana do hodinového vstupu čtvrtého klopného obvodu 4» ^c°ž může nastat, je-li doba periody harmonického oscilátoru delší, než je doba naplnění čítače 8 hodinovými pulgy (tyto doby musí být

- 5 223 BOD pro přesnou funkci převodníku shodné, což je díky teplotní závislosti integrátorů zajištěno jen v určitém rozsahu teplot), tak se pátý klopný obvod g. překlopí na náběžnou hranu z nejvýš ší ho bitu čítače 8, svým negovaným výstupem nastaví čtvrtý klopný obvod 4 a měřený cyklus se uzavře tak, jako by měřený úhel byl 0°, resp. 360° (čítač 8 je zastaven v okamžiku, kdy na jeho výstupech jsou samé nuly). Vlivem'činnosti pátého klopného obvodu £ je zabraňováno přeplňování čítače 8;přes rozsah, což by se mohlo stát za extrémních teplot rozladěním harmonického oscilátoru a oož by jinak mělo za následek nejednoznačnost charakteristiky v oblasti návaznosti začátku a konce rozsahu. Čtvrtý klopný obvod 4 po překlopení do stavu logické 1 přestane svým výstupem nulovat šestý klopný obvod 6, který se tudíž překlopí na první závěrnou hranu na referenčním vstupu 13 do stavu logické 1. Z výstupu šestého klopného obvodu 6 je možné odebírat informaci, že data na výstupu čítače 8 jsou platná. Negovaný výstup Šestého klopného obvodu zároveň vynuluje třetí a čtvrtý klopný obvod J, 4. Čtvrtý klopný obvod 4 po svém vynulování odblokuje první klopný obvod J a druhý klopný obvod 2 a vynuluje šestý klopný obvod 6. Tím je převodník opět uveden do výchozího stavu. Další převod začne až po uplynutí doby jedné půlperiody na referenčním vstupu 13. Tato prodleva je důležitá pro dokonale vynulování prvéhh integrátoru 11 a druhého integrátoru 12. Sedmý klopný obvod 2· zajišťuje nulování čítače 8 v době, kdy jsou naintegrovávány počáteční podmínky.

*

Zapojení podle vynálezu lze využít pro realizaci převodníků resolver-číslo, zejména převodníků pro činnost v extrémních teplotních podmínkách, např. .v letecké technice.

Claims (2)

1. Zapojení obvodů převodníku resolver-číslo se spojitou převodní charakteristikou, vyznačené tím, že referenční vstup (13) je připojen jednak na hodinový vstup prvního klopného obvodu (1) a jednak přes logický invertor (17) na hodinové vstupy druhého klopného obvodu (2), šestého klopného obvodu (6) a sedmého klopného obvodu (7), jehož výstup je spojen s nulovacím vstupem čítače (8) na jehož hodinový vstup je připojen výstup z hradla (9) a jehož výstup nejvyššího řádu je připojen na hodinové vstupy třetího klopného obvodu (3) a pátého klopného'obvodu (5), jehož negovaný výstup je připojen k nastavovacímu vstupu čtvrtého klopného obvodu (4), jehož negovaný výstup je připojen na nulovací vstupy pátého klopného obvodu (5), prvního klopného obvodu (1) a druhého,, klopného obvodu (2), jehož negovaný výstup je připojen k nu-, lovacímu vstupu sedmého klopného obvodu (7) zatímco, . jeho výstup je přiveden jednak na ovládací vstupy prvého přepínače (14) a druhého přepínače (15) a jednak na první vstup hradla (9), na jehož druhý vstup je připojen výstup hodinového generátoru (10), zatímco výstup prvního klopného obvodu (1) je připojen jednak na vstup druhého klopného obvodu (2), jednak na nulovací vstup prvého integrátoru (11) jehož výstup je připojen na prvý kontakt druhého přepínače (j£5) a na jehož vstup je připojen sběrač prvého přepínače (14), na jehož druhý kontakt je připojen sinusový vstup (18) a jednak na nulovací vstup druhého integrátoru (12) na jehož vstup je připojen sběrač druhého přepínače (15), jehož druhý kontakt je spojen s kosinusovým vstupem (19), přičemž první kontakt prvého přepínače (14) a výstup druhého integrátoru (12) jsou připojeny přes komparátor (16) na hodinový vstup čtvrtého klopného obvodu (4), přičemž třetí, čtvrtý, pátý a šestý klopný obvod (3, 4, 5, >6) jsou vzájemně propojeny tak, že výstup Čtvrtého klopného obvodu (4) je připojen na nulovací vstup šestého klopného obvodu X6), negovaný výstup šestého klopného obvodu (6) je připojen na nulovací vstupy třetího a čtvrtého klopného obvodu (3, 4) a výstup třetího klopného obvodu (3) na vstupy pátého a čtvrtého klopného obvodu (5, 4)·
2. 2 výkresy