SU1013913A2 - Устройство дл контрол интерпол тора - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИНТЕРПОЛЯТОРА по $вт. СВ. 802933, отличающеес  тем, что. с целью повшаени  точности и надежностр устройства, в него дополнительно введены компаратор, источник прсто нно1чэ напр жени  и два формировател  пилообразного напр жени , вход первого из котохжос подключен к выходу делител  частоты, а выход к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника посто нного напр жение, а выход - с входом фазЬрасадапител , причем выход триггер.а через второй формирователь пилообразного напр жени  подключен к второму входу блока регистрации.

Description

со

:о

0U2./

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, и .может быть использовано дл  автоматической проверки точности работы интерпол торов, предназначенных ;дл  интерпол ции сигналов измеритeльныx преобразователей перемещений .

По основному авт. св. № 802933 известно устройство дл  контрол  интерпол тора, содержащее блок регистрации, генератор импульсов, выход которого соединен с входом делител  частоты и первьлм входомтриггера , подключённого другим входом к, выходу интерпол тора, а также интегратор, частотные фильтры и фазорасщепитель, вход которого подключен к выходу делител  частоты, выходы - через ч.астотные фильтры к входам интерпол тора, вход интегратора соединен с выходом триггера, а выход - с входом блока регистрации 1 .

Однако изветное устройство характеризуетс  недостаточными точностью и надежностью, так как запаздывание интегрирующих звеньев {интегратора ) приводит к динамической погрешности и может иметь место потер  информации в виде выпадани  отдельных информационных импульсов из алгоритма обработки из-за неправильной фазировки опорной и исследуемой последовательностей сигналов Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности устройства .

Цель достигаетс  тем, что в устройство введены компаратор, источник посто нного напр жени  и два формировател  пилообразного напр жени , вход первого из которых подключен к выходу делител  частоты, а выход - к первому входу компаратора , второй вход которого соединен с выходом источника посто нного напр  женин, а выход - с входом фаэорасщепител , причем выход триггера через второй формирователь пилообраного напр жени  подключен к второму входу блока регистрации.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства , на фиг, 2 - временные диаграммы сигналов.

Устройство (фиг. l содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 час тоты, формирователи 3 и 4 пилообразного напр жени , компаратор $, источник 6 посто нного напр жени , фазорасщепитель 7, частотные фильтры 8 и 9, контролируек лй интерпол тор 10, триггер 11, интегратор 12 и блок 13 регистрации.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 формирует последовательность импульсов с частотой f-.

частота делител  на п в делителе 2. Далее импульсы поступают на формирователь 3. Сигналы на выходах генератора, делител  и формировател  показаны на фиг. 2а, б, в. Пилообразное напр жение (фиг. 2в) поступает на один вход компаратора 5,

на другой вход которого подаетс  опорное напр жение с источника 6 (показано на фиг. 2в штриховой линией ), В зависимости о-т величины опорного напр жени  относительно сигналов генератора 1 мен етс  положение коротких импульсов, сформированных из переднего фронта сигнала, полученного на выходе компаратора 5.

Сдвинута  ( сфазированна  последовательность коротких импульсов относительно импульсов генератора

, 1 (так называема  их фазировка с сдвигом л®) показана на фиг. 2г. Эти сигналы поступают на фазорасще питель 7, который на своих выходах образует две последовательности импульсов - синусоидальную и косинусоидальную (например, в виде симмесричных пр моугольных сигнсшов - меандров . Принцип работы фазорасщепител  7 может быть использован любой. например, он может быть построен на двух счетных триггерах, каждый из которых срабатывает либо от переднего , либо от заднего фронтов импульсов , поступающих на вход фазорасще ,пител  7, при этом его выходные оротогональные сигналы имеют частоту в два раза меньшую, чем входные.

На обоих выходах фазорасщепител  7 установлены соответственно фильтры 8 и 9, которые выдел ют первую гармонику, т.е. на их выходах образуютс  соответственно синусоидальный и косинусоидальный гармоническиесигналы . Эти два сигнала поступают

на входы интерпол тора 10, на его выходе, как устройства внутришагового делени , образуетс  последовательность коротких импульсов, рассто ние между которыми по оси времени в некоторое число раз, равное коэффициенту интерпол ции, меньше периода входного сигнала. Поэтому практически интерпол тор представл ет собой умножитель частоты. Если

предположить, что фазорасщепитель 7 обеспечивает разделение фаз без изменени  частоты, на вход интерпол тора поступают ортогональные сигналы частоты . При коэффициенте интерпол ции, равном п, на

бРго выходе последовательность коротких импульсов имеет частоту f (,фиг. 2д ). Коэффициент интерпол ции интепол тора 10 известен,и, исход  из него, выбираетс  коэффициент делени  делител  2.

Сигналы е выхода интерпол тора

10поступают на один из входов триггера 11, на другой вход которого подаетс  пр моугольное напр жение

с выхода генератора 1. Триггер 11 фронтом например, передним) импульсов э генератора 1 переводитс  из исходного логического состо ни  в другое, а фронтом импульсов с выхода интерпол тора О О триггер

11переводитс  обратно в,11сходное логическое состо ние, т.е . если

интерпол тор 10 не обладает погрешностью (это значит, что рассто ние по оси времени между короткими импульсами на выходе интерпол тора - одинаково, т.е. внутришаговое деление (фиг. 2д ) производитс  точно и равномерно, на выходе триггера 11 формируютс  пр моугольные импульсы одинаковой длительности (фиг. . Поэтому на выходе интегратора i 2 образуетс  посто нное напр жение, которое регистрируетс  блоком 13.

Если интерпол тор характеризуетс погрешностью, т.е. рассто ние по оси времени между короткиьда импульсами на его выходе неодинаковое (фиг. 2з, то внутришаговое деление производитс  неравномерно, пр моугольные импульсы на выходе триггера 11 имеют неодинаковую длительность (фиг. 2и ), котора  мен етс  в течение периода пропорционально погрешности , т.е. на выходе триггера

11имеет место широтно-импульсна  1одул ци  (ШИМ ). При интегрировании ШИМ-импульсов на выходе интегратора

12образуетс  крива  погрешности, фиксируема  блоком 13. Из-за инерционности интегратора возможна ошибка запаздывани , что искажает записываемую кривую погрешность, т.е.

в принципе вносит неточности измерений , искажа  достоверность результатов . При необходимости увеличить точность измерений, повыша  достоверность , выходные ШИМ-импульсы с триггера 11 поступают на вход формировател  4. При этом при отсутствии погрешности интерпол ции у интерпол тора 10, на выходе этого формировател  4 образуетс  последовательность импульсов пилообразной формы с одинаковой амплитудой (фиг. 2ж). При определенном шаге (периоде Т импульсов с выхода интерпол тсра 10 амплитуда сигналов пилообразной формы характеризуетс  величиной и, причем между этими величинами существует взаимооднозначное соответствие.

Если интерпол тор 10 имеет погрешность , последовательность ШИМимпульсов на выходе триггера 11 пре образуетс  в формирователе 4 в Пилообразные импульсы (фиг. 2к) с

неравномерным распределением амплитуды . Величина этой неравномерности Л1Х, характеризует погрешность, котора  выражаетс  в дол х периода последовательности коротких импульсов на выходе интерпол тора и определ етс  из пропорции C-U

по формуле

o ли

л-с Т 1ГПри таком подходе исключены погрешности интегратора, кроме того при наблюдении последовательности

5 пилообразных импульсов, например, на экране осциллографа создаетс  возможность фиксации детальио1о распределени  этих импульсов и тем самым установлени  неточной работы или

0 неисправности того узла интерпол тора 10, который ответственен за неправильное распределение того короткого импульса, которое и определ ет погрешность. Кроме того, при оп5 ределеннных случа х возможно резкое возрастание погрешности из-за того, что происходит потер  информации, в частности (фиг. 2 а, з ) короткие импульсы (заштрихованные } информа0 цин не дают и поэтому погрешность фиг. 2к велика.

I

Это происходит потому, что импульсы с выхода генератора 1 в первом

5 случае приход т на вход Триггера 11 подр д два раза, так как рассто ние между двум  импульсами, поступаюодами на второй вход триггера с выхода интепрол тора 10, больше рассто ни  между импульсами с выхода генератора 1 и триггер 11 получает два импульса подр д (фиг. 2а, з Ji на бдин вход и поэтому На второй импульс гёне-j ратора 1 не реагирует. Во втором случае рассто ние между двум  им5 пульсами с выхода интерпол тора 10 меньше и они поступают на второй вход триггера 11 два раза подр д (фиг. 2а, 3 ) и поэтому триггер 11 ие реагирует на второй импульс и

0 информаци  о нем тер етс .

. Однако, если произвести фазировку коротких импульсов с помощью формиро-, вател  3 компаратора 5 и источника 6, т.е. сдвинуть по фазе на величину Л® , например, вправо последова- , тельность коротких импульсов (фиг.2э, а после сдвига фиг. 2л) на выходе интерпол тора 10 сдвига входных сигналов , то из ШИМ-сигналов, получен/ных после этого сдвига (фиг. 2м), образуетс  последовательность пилообразных сигнёшов (фиг. 2н.), причем точность измерений повысилась, Теперь перепад амплитуд, несущий информацию от этой погрешности, равен , что соответствует истине, та как все импульсы участвуют в формировании сигналов ШИМ, следовательно, и пилообразных. Пилообразное напр  жение теперь состоит из семи пилообразных импульсов фиг. 2н), так как семь импульсов с интерпол тора 10 :несут информацию, а не из шести (фиг. 2к).

Использование предлагаемого устройства позвол ет получить техникоэкономический эффект, заключающийс  в повьаиении точности и надежности контрол  интерпол торов и в расширении функциональных возможностей устройства, которое может обнаруживать расстройку или.неисправность те основных узлов, которые эту погрешность вызывают.

f

/ИГ

Claims (1)

1. (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 802933, кл. G 05 В 2*3/02 { G 05 В 19/405, 1979 (прототип ). (5*4).(5 7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИНТЕРПОЛЯТОРА по $вт. св. № 802933, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надеж- ; ностр устройства, в него дополни- ¹ тельно введены компаратор, источник постоянного напряжения и два Формирователя пилообразного напряжения, вход первого из которых подключен к выходу делителя частоты, а выход к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжение, а выход - с входом фазЪрасщепителя, причем выход триггера через второй формирователь пилообразного напряжения подключен к второму входу блока регистрации.