SU1020845A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом опорного делител  частоты, один выход опорного делител  частоты соединен с первым входом демодул тора, а его выходы соединены с первыми входами первого и второго сумматоров, фор-:, мирователь импульсов, выходы котррого через блок ключевых элементов соединены с входами датчика угла, выходы датчика угла через фильтр соединены с вторым входом демодул тора , выход демодул тора соединен с входом интегратора и первым входом третьего сумматора, преобразователь напр жение - частота, выход которого соединен с первьли входом i распределител  импульсов, первый и второй выходы распределител  импульсов соединены с суммирующим и вычитаюыим входами реверсивного счетчика , -выходы которого соединены с соответствукнф1ми вторыми входами первого и второго сулматоров, третьи входы которых подключены к третьему и четвертому выходам распределител  импульсов, отличающий с   тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости преобразовател , в него введены регистр, компаратор, выпр митель и источник напр жени  смещени , выход которого соединен с первым входом выпр tmTena , выход выпр мител  соединен с входом преобразовател  напр жение частота, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом регистра , выходы которого соединены с входами формировател  импульсов, выход интегратора соединен с вторым Ю входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторьм входс л О 00 4 01 выпр мител  и через компаратор с вторым входом распределител  импульсов , выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными , входами регистра.;

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах ЧПУ станками и промьаоленными роботами .

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угла, фвзосдвигающую.цепь, компараторы , генератор импульсов, элементы И, триггеры, счетчик, элемент задержки и датчик циклов С Недостаток известного преобразовател  - низка  помехоустойчивость, объ сн юща с  высокой чувствительностью к температурным и временным изменени м параметров элементов.

Наиболее, близким к предлагаемому по технической сущности  вл ет .с  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов , опорный делитель частоты, первый и второй сумматоры, формирователь импульсов,- блок ключевых элементов , датчик угла, фильтр, демодул тор , первый интегратор, второй интегратор, третий сумматор, преобразователь напр жение - частота, распределитель импульсов, первый и второй выходы которого соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами первого и второго сумматоров, другие входы которых подключены к третьему и четвертому выходам распределител .импульсов 2 .

Недостатком известного преобразовател   вл етс  низка  помехоустойчивость из-за наличи  импульсных помех на выходе формировател  импулсов , а также из-за неполного подавлени  низкочастотных автоколебаний.

Кроме того, наличие второго интератора , исключаквдего ошибку по ускорению , приводит к необходимости введени  специальных цепей запуска преобразовател .

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом опорного делител  частоты, один выход опорного делител  частоты соединен с первым входом демодул тора, а другие его выходы соединены с пepвы и входами первого и второго сумматоров, формирователь импульсов, выходы которого через блок ключевых элементов соединены с входами датчика угла, выходы датчика угла через фильтр соединены с вторым входом демодул тора , выход демодул тора соединен с входом интегратора и первым входом третьего сумматора, преобразо- , ватель напр жение - частота,-выход которого соединен с первым входом распределители импульсов, первый и второй выходы распределител  импульсов соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетч ка, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами первого и второго сумматоров,

0 третьи входы которых подключены к третьему и четвертому выходам распределител  импульсов, введены ре . гистр, компаратор, выпр митель и источник напр жени  смещени , вы- ,

5 ход которого соединен с первым входом выпр мител , выход выпр мител  соединен с входом преобразовател  напр жение - частота, выход генератора импульсов соединен с так{Товым входом регистра, выходы которого соедине«ы с -входами формировател  импульсов, выход интегратора соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого

5 соединен с вторым входом выпр мител  и через компаратор с вторым входом распределител  импульсов, выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными входами ре . гистра.

На чертеже приведена структурна  схема преобразовател .

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, опорный делитель 2 частоты, первый сумматор 3, второй

5 сумматор 4, регистр 5, формирователь 6 импульсов, блок 7 ключевых элементов, датчик 8 угла, фильтр 9, демодул тор 10, интегратор 11, третий сумматор 12, компаратор 13, 0 выпр митель 14, преобразователь 15 напр жение - частота, распределитель 16 импульсов, реверсивный счетчик 17, источник 18 напр жени  смещени .

5 Генератор 1 импульсов соединен с входом записи четырехразр дного регистра 5 и входом опорного делител  2 частоты, представл ющего собой двоичный, двоично-дес тичный или

какой-либо другой счетчик. Сумматоры 3 и 4 представл ют собой стандартные сумматоры, осуществл ющие сравнение кодов опорного делител  2 частоты и реверсивного счетчика 17. Регистр 5 состоит из четырех

триггеров типа D, работающих по тактовым сигналам от генератора 1 импульсов . Формирователь 6 импульсов преобразует модулированные по фазе сигналы в широтно-модулированные и

содержит в своем составе элементы НЕ и И. Блок 7 ключевых элементов преобразует логические сигналы-на его входе в аналогичные мощные сигналы дл  питани  датчика 8 угла,

в качестве которого может быть использован синусно-косинусный транс форматорный датчик (ВТ, резольвер, ИНДУКТОСИН.И т.п.) С выхода датчика 8 угла сигнал через фильтр 9, представл ющий собой частотно-зависимый усилитель, например, на one рационных усилител х поступает на демодул тор 10, выполн ющий функции фазочувствительного выпр мител . Интегратор 11 и третий сумматор 12 представл ют собой элементы последовательной коррекции преобразовател  и могут быть реализованы стандартной схемой на операционных усилител х. С выхода третьего сумматора 12 сигнал поступает на компаратор 13 и через выпр митель 1.4 на преобразователь 15 напр жение частота . Преобразователь 15 напр жение - частота реализуетс  на основе интегратора, компаратора и разр дного ключа на основе схем, приведенных в 3. Схемы интегратора 11, третьего сумматора 12, компа ратора 13 и выпр мител  14 также приведены в Распределитель 16 импульсов может быть регшизован на элементах И-НЕ, НЕ и триггере типа D. Преобразователь работает следующим образом.. Импульсы тактовой частоты от генератора 1 импульсов заполн ют опор ный делитель 2 частоты. На входы первого сумматора 3 информаци  от опорного делител  2 и реверсивного счетчика 17 поступает в пр мых кодах . На входы второго сумматора 4 информаци  от опорного делител  2 поступает в пр мом коде, а от ревер сивного счетчика 17 - в обратном ко де. На выходах сумматоров 3 и 4 формируютс  пр 1 юугольные сигналы. Модулированные по фазе в соответствии с кодом реверсивного счетчика 17, однако указанные сигналы в силу ограниченного быстродействи  сум маторов и опорного счетчика имеют большое количество провалов и выбросов , дл  исключени  вли ни  которых введен регистр 5, в котором фик сируютс  сигналы с выходов сумматоров после каждого изменени  кода в опорном делителе 2 частоты. Сигналы с выходов регистра 5 через фор мирователь 6 импульсов, формирующий две последовательности чередующихс  разнопол рных широтно-модулированных пр моугольных импульсов, поступают на блок 7 ключевых элемен тов , выходы которого соединены с входными обмотками датчика 8 угла. Выходной сигнал с датчика 8 угла через фильтр 9, выдел ющий первую гармонику напр жени , поступает на демодул тор 10. На выходе демодул тора 10 формируетс  напр жение рассогласовани , -поступающее на вход интегратора 11. Выходные напр жени  интегратора 11и демодул тора 10 с соответствующими масштабными коэффициентами, обеспечивающими устойчивость,, точность и быстродействие устройства, суммируютс  на третьем сумматоре 12, напр жение с выхода.сумматора 12поступает на компаратор 13 и выпр митель 14. На выходе компаратора 13 формируетс  логический сигнал , определ ющий знак напр жени  на выходе сумматора 12, а на выходе выпр мител  14 формируетс  напр жение „ ВЫХ . где и. - напр жение на выходе выпObfAл J Р51мител  14; Ugj( - напр жение на его входе; - напр жение смещени  от источника 18. Напр жение с выхода выпр мител  14 поступает на преобразователь 15 напр жение - частота, на выходе которого формируютс  импульсы, частота которых пр мо пропорциональна входному напр жению. Сигналы с выходов преобразовател  15 напр жение - частота и компаратора 13 поступают на входы распределител  16 импульсов, на одном выходе которого формируетс  последовательность импульсов при нулевом значении сигнала с компаратора 13, на другом - при его единичном значении. При вращении вала датчика 8 уг.ла на выходе третьего сумматора 12 формируетс  напр жение, пол рность которого зависит от направлени  вращени  вала датчика 8 угла. При большой скорости вращени  импульсы, формируемые преобразов.ателем напр жение - частота, через распределитель 16 импульсов, поступает на один из входов реверсивного счетчика 17, корректиру  его код в соответствии с изменением положени  датчика. В автоколебательном режиме (чередование сигнала на выходе компаратора 13) распределитель 16 импульсов не пропускает импульсы с выхода преобразовател  напр жение - частота на входы реверсивного счетчика , при этом преобразователь, остава сь замкнутым по цепи обратной св зи, сохран ет код реверсивного счетчика неизменным. Таким образом, применение регистра при формировании фазомодулированных сигналов позвол ет повысить помехозащищенность преобразовател  за счет исключени  высокочастотных помех в сигналах питани  датчика угла, а включение в состав преобразовател  компаратора и выпр мител  позвол ет в автоколебательном режиме с помощью распределител  имиу.пьсов исключить импульсы с выхода преобразовател  напр жение - частота на входы реверсивного счетчика. Кроме того, исключение из схемы предлагаемого преобразовател  второго интегратора д,аёт возможность использовани  преобразовател  без специальных цепей запуска.

ОЧ

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход Которого соединен с входом опорного делителя частоты, один выход опорного делителя частоты соединен с первым входом демодулятора, а другие его выходы соединены с первыми входами первого и второго сумматоров, форт мирователь импульсов, выходы котррого через блок ключевых элементов соединены с входами датчика угла, выходы датчика угла через фильтр соединены с вторым входом демодулятора, выход демодулятора соединен с входом интегратора и первым вхо дом третьего сумматора, преобразователь напряжение - частота, выход которого соединен с первым входом.

   ίраспределителя импульсов, первый и второй выходы распределителя импульсов соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, -выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами первого и второго сумматоров, третьи входы которых подключены к третьему и четвертому выходам распределителя импульсов, отличающий с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости преобразователя, в него введены регистр, _β компаратор, выпрямитель и источник $ напряжения смещения, выход которого соединен с первым входом выпрямителя, выход выпрямителя соединен с входом преобразователя напряжение частота, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом регистра, выходы которого соединены с входами формирователя импульсов, выход интегратора соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом выпрямителя и через компаратор с вторым входом распределителя импульсов , выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными. входами регистра.

   SU ,.,1020845