SU1043703A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, счётчик, блок питани  фаэр&ращатель. и компаратор, триггер, выход которого подключен к блоку синхронизации, один и другой выходы блока синхронизации подключены к одним входам первого и -второго элементов И соответственно, другие вхрды которых и управл х ций вход блока синхронизации соединены t выходом генератораимпульсов, выход первого элемента И подключен к входу первого счетчика , второй счетчик, . о т Л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введён третий элемент И, а первый счетчик выполнен реверсивным , вход вычитани  которого подключен к выходу BT 4Joro элемента И, одни выходы-блока синхронизации и генератора импульсов подключены к входам третьего элемента И, выход которого через .второй счетчик подключен к нулевому входо триггера, единичный вход которого соединён с выходом компарато а. 4а 00 4 ОР

Description

Изобретение относит.с  к автоматике и р.ычислительной технике и может быть использовано в системах измерений , контрол  и регулировани . Известен преобразователь угол код , содержащий генератор импульсов подключенный непосредственно у счетчику и через последовательно соединенные делитель частоты иформирователь синусоидального напр жени  к фазовращателюj выход которого через формирователь фазового импульса подключен к одному из входов элемента И,, другой вход которого соединен с делителем частоты, а выход элемента И подключен к реверсивному счетчи ку и через последовательно соединенные блоки прщэащени  угла и коэффициента - к счетчику, а также элемент НЕ, -триггер и дополнительные элементы И нулевой вход триггера соединен с формирователем фазового импульса, а первый и второй выходы через дополнительные элементы И - с реверсивным счетчиком, блок приращени  угла подключен к одному дополнительному элементу И непосредственно и через элемент НЕ - к второму дополнительному элементу И, а счетный вход триггера соединен со .счетчиком 13- , Недостатком известного, преобразобател   вл етс  малое быстродейст вие и сложность. Известен также преобразователь угол - код, содержащий задающий генератор импульсов, соединенный со счетчиком, выход которого через формирователь синусно-косинусных напр  жений соединен с фазовращателем и фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу фазовращател , а- также сумматор, регистр и блок управлени ,, выход сумматора подключен к второму входу фазового детектора , первый ВХО9 сумматора соеданен с выходом счетчика, а его второй вход соединен с ЬыходоМ регистра и с одним входом блока управлени , два других входа которого ооедин ены с импульсным и числовым выходами фазового детектора, .вьвсод блока управлени  соединен с-входом регистра . основанный на измерении угла поворо та фазовращател  дискретно цифровым способом с компенсацией изменени  фазы сигнала на его выходе с помощью блока преобразовани  код-фаза Сз. Недостатком этого преобразова- . тел   вл етс  малое быстродействие, при котором предельно допустима  уг лова  скорость фазовращател  равна -i . где fn - частота напр жени  питани  фазовращател ; количество разр дов преобразова1тел , при дискретности преобразовани  угла фазовращател  равной Р - число пар полюсов фазовраша тел  ; N 2 коэффициент пересчета счетчика , Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  преобразователь Скорости поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, .счеттчик , блок питани , фазовращатель и компаратор, триггер, выход которого подключен к блоку синхронизации, один и другой выходы блока синхронизации подключены к одним входам пер .вого и второго элементовИ соответственно , другие входы которых и управл ющий вход-блока синхронизации соединены с выходом генератора импульсов , выход первого элемента И подключен к входу первого счетчика, второй счетчик, вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход компаратора подключен к счетному , входу триггера 3. .. Изве.стный преобразователь форми .руёт код приращени  угла только за / период опорного напр жени  и не обес15бчивает формировани  кода приращени  угла с начала измерени . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь скорости пово .рота Всша в код,- содержащий последовательно соединенные генератор им- пульсов, счетчик, блок питани , фазовращатель и компаратор, триггер, выход которого подключен к блоку синхронизации, одан и другой выходы блока синхронизации подключены, к одним входам первого и втррого элементов И соответственно, другие входы которых и управл кший вход блока синхронизации соединены с выходом генератора импульсов, выход первого элемента И подключен k йходу первого счетчика, второй счетчик, введён третий элемент И, а первый счетчик выполнен реверсивным, вход вычитани  которого подключен к выходу второго элемента И, одни выходы блока синхрйнизации и генератора импульсов подключены к входам, третьего элемента И, выход которого через второй сЧетчик подключен к нулевому входу триггера, единичный вход которого соединен с выходам компаратора. На фиг. 1 представлена блок-схе- ; ма преобразовател  на фиг. 2 - бременна  диаграмма его работы, на которой цифрами обозначены выходные сигналы соответствующих блоков.

Преобразователь содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов , счетчик 2, блок 3 питани , фазовращатель 4, компаратор 5, выход которого подключен к единичному входу триггера 6, выход триггера 6 подключен к входу блока 7 синхронизации , выходы которого подключены к одним входам первого 8 и второго Ээлементов И, выходы элементов 8 и 9 подключены к входам сложйни  и вычитани  реверсивного счетчика 10, один выход блока 7 подключен к одному входу элемента И 11, выход кото- .рого через сч.етчик 12 подключен к нулевому входу триггера 6, выход ; генератора 1. подключен к другим входам элементов 8,9 и 11 и к управл ющему входу блока 7.

Блок 7 синхронизации выполнен в виде D-триг-гера,

Преобразователь работает следующим образ.ом..

.Последовательность импульсов ге- нератора 1 частоты подаетс  на входсчетчика 2 имеющего коэффициент пересчета равный N.При этом с выхода счетчика снимаё.тс - сигнал с часто-. той следовани ., равной

f - ГУ

/п - 1Г V

который подаетс  на блок 3, форми- рующий синусное и косинусное -синусоидальные напр жени . Синусоидальное напр жение с выхода фазовращател  4 поступает на вход компаратора 5 , который формирует импульс длитель . ности , По переднему фронту этого импульса срабатывает триггер 6 и с его выхода на D-вход триггера б поступает разрешающий потенциал ., Триггер б срабатывает по заднему фронту импульса ГИ генератора .1 и обеспечивает прохождение пачки импульсов ГИ через элементы И В и 9 соответственно на суммирующий вход реверсивного счетчика 10 и вход счетчика 12. Импульс с выхода последнего разр да счетчика 12 поступает

|-на единичный вхрд триггера б, Триггер

б срабатывает под действием этого импульса иобеспечивает на J3-входе

триггера б запрещающий потенциа л; ; . а с приходом на его С-вкод заднего фронта импульса. ГИ он вновь, сраба- . тывает и обеспечивает прохождение пачки импульсов ГИ на вычитающий вход реверсивного счетчика 10 через элемен-С И 9 и запрет прохождени  их. на вход йчетчика 12 через элемен-ты И 11 и на суммирующий вход реверсивного счетчика -10 через элемент ; И .8. . . . :

Количество импульсов впачке, поступающей на суммирунвдий вход реверсивного счетчика 10 определ етс  коэффициентом пересчета счетчи- ка 12, равным . При неподвижном фазовращателе 4 на вычитающий вход

реверсивного счетчика 10 за вторую половину периода поступает также N/2 входных импульсов. Преобразов.ат-ель находитс  в устойчивом состо НИИ , при котором количество импульсов , поступахлцих на суммирующий и вычитающий зходы реверсивного счетчика равно N/2. Результат, отсчета

за каждый период выходного сигнала

фазовращател  4 может быть пере.писан в буферный регистр или непосредст.венно потребителю.

Приизменении фазы выходного сигнала фазовращател  4 на велич;ину ; 4 л f пачка импульсов, поступающа  на вычитающий вход реверсивного сч етчика станет равной (N/2 + 4N} импульсов, назовем ее измерительнрй панкой, в которой N/2 - количество . импульсов, пропорциональное изменению фазы входного сигнала фазовращател  на величину +. N - количество импульсов,пропорциональное . изменению фазы выходного сигна.ла фазовращател  на на каждый пе-/ риод выходного сигнала фазовращател .. . , Пачку импул-ьсов, равную N/2, по:ступающую на суммирующий вход реверсивного счетчика, назовем фиксирова;нной пачкой импульсов. Фиксированные и -измерительйые пачки импульсов . поочередно следуют одна за другой на соответствующие входы реверсивного счетчика 10, причем на врем  счета измерительной пачки обеспечиваетс  запрет прохождени , фиксированной пачки импульсов череЗ элемент И 11, благодар  чему обеспечиваетс  компенсаци  изменени  фазы измер емого периода, перенос начала- сЧе- та на начало следующего периода и исключение функциональной зависимости быстродействи  от дискретности преобразовани  фазы. При достижении накопленного изменени  фазы выходного сигнала фазовреицател  относительно входного на величину 27Г радиан, в реверсивном счетчике 1C установитс  число N. При повороте ротора фазовращател  .4 на угол + п-23/ в реверсивном счет;чике 10 накапливаетс  число + пр N ,

Таким образом, ротор фазовращател  4 может поворачиватьс  на много сотен или даже тыс ч оборотов, а преобразователь обеспечит преобразова .ние угла поворота вала с начала измерени  в код. При этом максимально допустима  углова  скорость фазовращател  4 равна

JL

ш.

Т-р

макс

При подключении одного выхода триггера б к нулевым входам реверсивного счетчика 10, на его выходах будет в каждом периоде пита.юще-го напр жени  формироватьс  код скорости вращени  вала.

Таким образом, рассмотренный преобразователь формирует код угла поворота вала с момента начала измерени , что расшир ет его функциональные возможности по сравнению с известным преобразователем.

Экономический эффект от использовани  преобразовател  определ етс  его техническим преимуществом.

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, счётчик, блок питания, да блока синхронизации подключены к одним входам первого и второго элементов И соответственно, другие вхо-^г да которых и управляющий вход блока синхронизации соединены ϋ выходом генератора'импульсов, выход первого элемента И подключен к входу первого счетчика , второй счетчик, .о т Л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введён третий элемент И, а первый счетчик выполнен реверсивным, вход вычитания которого подключен к выходу второго элемента И, одни выходы блока синхронизации и генератора импульсов подключены к входам третьего элемента И, выход . которого через второй’ счетчик под-

   W >

   4b CO *4