SU1013998A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА НАЛА КОД, содержащий источник питани , подключенный к входу первого формировател  импульсов и входу фазовращател , выход которого подключен к входу второго формировател  импульсов, генератор импульсов, первый элемент И, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход первого формировател , импульсов соединен с первым входом первого триггера, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и расширени  функшонапьных возможностей преобразовател , в него введены блок тактовых импульсов , триггеры, синхронизаторы, элементы И и ИЛИ, делители частоты, одновибратор, третий формирователь импульсов, регистр к комбинационный сумматор, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ; выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход счетчика соеданен с первым входом регистра, выход второго и третьего формирователей импупьсов соединены с первыми входами соответствующих триггеров , выходы всех триггеров соединены с первыми входами синхронизаторов, выходы которых соединены с первыми входами элементов И, выходы элементов И через соответствующие делители, частоты соединены с вторыми входами триггеров, выход первого делител  частоты через одновибратор соединен с вторым входом регистра, выходы вторбго и третьего элементов И соед1тены с входами комбинационного сумматора, второй выход которого через четвертый делитель частоты соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первый.выход блока тактовых импупьсов соединен с вторыми входами первого синхронизатора , второго и третьего элементов И, второй выход блока тактовых импульсов соединен с вторыми входами первого элемента , И, второго и третьего синхронизаторов, выход фазовращател  соединен с входом третьего формировател  импульсов, а выход гене-. ратора импульсов соединен с входом блока Од тактовых импупьсов. @ bD

Description

Изобретение относитс  к автоматике, вычислительной технике, и может быть использовано в фазовых системах программного управлени .

Известен преобразовательугла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен с входом формировател  импульсов, умножитель частоты, вход которого совместно со входом фазовращател  подключен непосредственно к источнику питани , делитель частоты, блок вьщелени  полжительных отсчетных импульсов, блок вьщелени  отрицательных отсчетных импульсов 1 .

Йедостатком известного преобразовател   вл етс  мала  рабоча  скорость вращени  вала фазовращател , вследствие функциональной зависимости ее от дискретности преобразовани  фазы.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питани , подключенный к входу первого формировател  импульсов и через фазовращатель к входу второго формировател  импульсов, выходы формирователей импульсов соединены с входами триггера, генератор импульсов злемент И и счетчик 2. . Недостатком известного преобразовател  также  вл етс  мала  рабоча  скортсть вращени  вала фазовращени  и малый диапазон преобразовани  угла.

Целью изобретени   вл етс  повыщение быстродействи  и расширени  функциональных возможностей преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем источник питани , подключенный к входу первого формировател  импульсов и входу фазовращател , выход которого подключен к входу второго формировател  импульсов, генератор импульсов, первый, злемент И, выход которого соединен с первым входом счегшка, выход первого формировател  импульсов соединен с первым входом первого триггера, введены блок тактовых импульсов. Триггеры, синхронизаторы, злементы И, ИЛИ, делители частоты, одновибратор , третий формирователь импульсов, регистр и комбинационные сумматор, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход счетчика соединен с первым входом регистра, выходы второго и третьего формирователей импульсов соединеш 1 с первымивходами соответствующих тригеров , выходы всех триггеров соединены с nepBBiNm входами синхронизаторов, выходы которых соединены с первыми входами злементов И, выходы элементов И через соответствующие делители частоты соединены с вторыми входами триггеров, выход первого делител  частоты через одновибратор соединен с вторым входом регистра, выходы

второго и третьего элементов И соединены с входами комбинационного сумматора, второй выход которого через четвертый делитель частоты соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первый выход блока такте- вых импульсов соединен с вторыми входами первого синхронизатора, второго и третьего элементов И, второй выход блока тактовых импульсов схэедииен с вторыми входами первого элементе И, второго и третьего синхронизаторов , выход фазовращател  соединен с входом третьего формировател  импульсов, а выход генератора импулъсов соединен с входом блока тактовых импульотв.

На фиг. 1 представлена функциональна 

0 схема .преобразовател  угла поворота вала в код; на фиг. 2 - диаграммы, по сн юц.дае работу преобразовател .

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов , блок 2 тактовых импульсов, источ5 ник 3 питани , фазовращатель 4, формирователи 5-7 импульсов, счетчик 8, регистр..9, одновибратор 10, триггера 11-13, синхронизаторы 14-16, элементы 17-19 делители 20-22 частоты, комбинационный сумматор

Q 23, делитель 24 частоты и элемент ИЛИ 25, выходы 26 и 27.

Приведенные на фиг. 2 диаграммы гго сн ют работу узлов преобразовател , где обозначено: опорный сигнал О источника 3 пи- тани  с частотой д(;, измерительный сигнал (f с выхода фазовращател  4; выходные сигналы-б, 2, (3 с формирователей 5-7 импульсов; выходные сигнагты е,3е, элементов И 17-19, соответственно; выходной сигнал VX- элемента ИЛИ 25, выходной сигнал К одновибратора 10..

Преобразователь работает следующим образом. Блок 2 тактовых импульсов формирует две последовательности чередующихс  тактовых импульсов (ТИ1 и ТИ2), длительность которых равна длительности импульсов генератора 1 импульсов, а частота на его выходах равна

f -- Tvi-1 2,

где f тмо i cTOTa первой и второй последовательности тактовых .. импульсов (ТИ1, ТИ2);

частота генератора 1 импуль55- сов,,.

Частота генератора 1 импульсов и коэффициент делени  делителей 20-22 частоты при заданной частоте опорного сигнала источника 3 питани , выбираютс  исход  из требуемой дискретности преобразовани  фазы из соотношени  . тиа . V NN 2N где Н - коэффициент делени  делителей частота опорного сигнала источника питани . Сигнал (фиг. 2е) с выхода элемента И 17 подаетс  на вычитающий вход счетчика 8. Сигналы с элементов И 18, 19 подаютс  на сум-, мирующие входы комбинационного сумматора 23. Сигналы с его выходов 26 Сумма И 27 Перенос подаютс : с выхода 26 на элемент ИЛИ 25 череэ делитель 24 частоты, имеющий коэффициент делени  2, а с выхода 27 непосредственно . Результирующий сигнал с выхода элемента ИЛИ 25 подаетс  на суммирующий вход счетчика 8 и представл ет собой последовательность пачек отсчетных импульсов, следую .щих одна за дрртой, при частоте импульсов в в пачках, равной i-rvti 12 На регистр 9 подаютс  импульсы переписи (фиг. 2к) с выхода делител  частоты 20 череэ одновибратор 10. При неподвижном вале фазовращател  4, при любом его положении; количество импуль; сов, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика 8, одинаково и результат отсчета, который переписываетс  в регистр 9 за каждый период следоваии  ттулъсав переписи не измен етс . Если схема работает после установки в нуль, то число, переписываемое в регистр, соответствует нулю. При повороте вала фазовращател , соответствующем отставании фаэы, например йЧ (фиг. 2), в сигнале (фиг. 2и) этому изменению фазы соответствует отсутствие импульсов и на суммирующий вход счетчшса 8 поступит меньшее количество импульсов, чем на его вычитающий. Результат отсчёта, переписьюаемый в регистр 9, соответствует изменению фазы Л со знаком минус. При повороте вала фазовращател , соответствующем опережению фазы, например fj, (фиг. 2), в сигнале (фиг. 2и) этому измене- нию фазы соответствует двойное количество импульсов, и иа суммир)аощий вход реверсивного счетчика 8 поступит большее количество импульсов, чем на его вычитающий. Результат отсчета, перепнсьгеаемый в регистр 9, соответсвует изменению фазы ДЧд. со знаком плнх;. Очевидно, что при изменении фазы изл«ерительного сигнала отнооггельно опорного на ве |Личину 2 ТС , в регистре 9 установитс  число, равное коэффищсенту делени  делителей 20-22. Таким образом, изменению числа в регистре на Г соответствует поворот вала фазовращател  4 на дискрету угла Л , рачную 2Я:/РМ, где Р - число пар полюса фазо-, вращател . При повороте вала формировател  на угол ±:И 2ft| счетчике 8 накапливаетс  число t / in t и р N 1 которое с частотой сигнала, (фиг. 2к) переписьгеаетс  с соответ- , ствующим знаком в регистр 9. .Здесь И-лю-) бое число, отвечающее условию , где а - обозначает емкость счетчика 8. Таким образом, при надлежащем, выборе, Q, Р и : Ы вал фазовращател  может , поворачиватьс  на много еотен или даже тыс ч оборотов, а предлагаемое устройство обеспечит соответствующее преобразование угла поворота в цифровый код. Максимальна  углова  скорость фазовращател  в предлагаемом преобразователеИ д определ етс  как максимально допустимое изменение фазы измерительного сигнала, равное ТС 12.. За врем  Т12. опорного сигнала. Исход  из этого, с учетом числа пар полюСОЕ фазовращател  Р, L iiPJCKiaL -г fC ocт|2 рт где 5fjc. частота опорного сигнала (частота питани  фазовращател ). Таким образом, предлагаемый преобразователь позвол ет повысить- быстродействие по сравнению с известным за содт того, что допустима  углова  скорость преобразовател  не зависит от величины дискретности и расширить его функциональные возможности за счет увеличени  диапазона преобра:}оваш1  угла до ±И аГ. Оснащение станков с ЧПУ предлагаемым преобразователем с цифровой индикацией по. зволит оперативно производить установку ре- жущего инстрзт«ента в исходную точку и контроль размеров в процессе обработки деталей (при этом механическа  прив зка дополнительного фазового датчика не требуетс ).

ж

fiiiiiii fiiiiiiiiiiiiilit III II

IMili iliitl

1л iiiiiiii

IIIJII mill lUI-Iinill

tiinnnni

IIIIllllllllllll-llllilijliil

Li

liM

MLJimiLJ

11

Illllllil

I

Фиг. 2

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА КОД, содержащий источник питания, подключенный к входу первого формирователя импульсов и входу фазовращателя, выход которого подключен к входу второго формирователя импульсов, генератор импульсов, первый элемент И, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены блок тактовых импульсов, триггеры, синхронизаторы, элементы

   И и ИЛИ, делители частоты, одновибратор, третий формирователь импульсов, регистр И ¹ комбинационный сумматор, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ; выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход счетчика соединен с первым входом регистра, выход второго и третьего формирователей импульсов соединены с первыми входами соответствующих триггеров, выходы всех триггеров соединены с первыми входами синхронизаторов, выходы которых соединены с первыми входами элементов И, выходы элементов И через соответствующие делители, частоты соединены с вторыми входами триггеров, выход первого делителя частоты через одновибратор соединен с вторым входом регистра, выходы второго и третьего элементов И соединены с входами комбинационного сумматора, второй выход которого через четвертый делитель частоты соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первый , выход блока тактовых импульсов соединен с вторыми входами первого синхронизатора, второго и третьего элементов И, второй выход блока тактовых импульсов соединен с вторыми входами первого элемента < И, второго и третьего синхронизаторов, выход фазовращателя соединен с входом третьего формирователя импульсов, а выход генератора импульсов соединен с входом блока тактовых импульсов.

   δββειοι 'ns'· ϊ