SU1092544A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРО ТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен ко входу генератора синусоидального напр жени , первый и второй выходы которого соединены со входными обмот ками фазовращател , два нуль-органа, два формировател  импульсов, первый счетчик, два RS-триггера, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И, о тличающийс  тем, что, с це лью повыиени  быстродействи  преобра ;зовател , в него введены второй счетчик , сумматор, блок вычитани , третий формирователь импульсов и третий нуль-орган, вход которого соединен с первым В1ТХОДОМ генератора синусоидального напр жени , а выход через первый формирователь импульсов соединен с S-входами триггеров и входами . обнулени  первого и второго счетчиков , выходные обмотки фазовращател  через последовательно соединенные вторые нуль-орган и формирователь импульсов и третьи нуль-орган и формирователь импульсов соединены с Rвходами соответственно первого и ьторого триггеров, вторые входы первого и второго элементов И соединеьгь со вторым выходом генератора импульсов , а выходы - .со счетными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми разр дными входами сумматора и блока вычитан1  , выход блока вычитани  соединен со знаковым входом с т матора. 7 //

Description

Изобретение относитс  к автоматик и вычислительной технике и может быть использовано в системах управ .лени  дл  ввода угловых величин в цифровую вычислительную машинуj а также в системах автоматического регулировани , св занных с угловыми перемещени ми .

Известен преобразователь угла поворота в ла в код, содержащий фазоврар атель , нуль-органы, триггерЫэ подключенные к входам логического блока, другие входы которой соеди ген с генератором импульсов, а выходы со счетчиком, блок управлени , кото-рый соединен с электронным переключателем , одна пара входньк клемм которого подключена к зторичньм обмоткам фазовраи1;ател , втора  - к одной пз первичных его обмоток, а выходные клеммы - к входам нуль-органов, выход каждого из которых соединен с двум  входами соответствующей пары элементов совпадени , другие входы которых соединены с блоком управлени , а выходы - с входами триггеров С 1.3.

Недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие из-за формировани  выходного кода, в течение нескольких периодов,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код,, содержащий генератор импульсов,, выхо которого подключен ко входу генератора синусоидального напр жени51, первы и второй выходы которого соединены с входными обмоткамн фазовращател , выходт-ю обмотки которого соединены с первыми входами переключателей, выходы которых через соответствующие нуль-органы подключегл) к первым входам первых четырех элементов И, второй выход генератора синусоидального напр жени  соединен со зторьами входами переключателей и с;о входок блока управлени , первый выхоп, которого соединен с третьими входами переключателей и вторыми вхо.цами перврго и третьего элементов И выходы которых соединены с первыми входами соответствуюЕгих триггеров, вьгходы второго и четвертого элементов И соединены со вторыми входами соответствующих , триггеров, второй выход блока управлени  соединен -с нервым входом п--разр дного счс:тчика и третьими входами триггеров, выходы которьк соединены с первыми входами п того и шестого элементов И, выходы которых через элемент ИЛИ соединены со вторым входом п-разр дного счетчика, анализатор квадра 1та5 выход которого соединен с первым входом корректора стробирующих импульсов, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , первый выход - со вторым входом второго элемента И и четвертым входом первого переключател , второй выход - с вторым входом четвертого элемента И и четвертым входом второго переключател , выход генератора импульсов соединен со входами формирователей импульсов, выходы которых с.оединены со вторыми входами п того и шестого элементоа И, )зыходные обмотки фазовращател  соединены с первым и вторым входами анализатора квадранта, третий вход которого соединен .со вторым выходом генератора синусоидального напр жени  112 Недостатком известного преобразовател   вл етс  недостаточно высокое быстродействие из-за формировани  выходного кода в течение нескольких периодов„

Цель изобретени  - повышение быстро ,цействи  преобразовател  за счет -меньшени  времени формировани  выходного кода„

Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразозатель угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов , выход которого подключен ко входу генератора синусоидального напр жени , первый и второй выходы которого соединены со входными обмотками , два нуль-органа, два формировател  импульсовJ первый счетчик два триггера,, выходы которых соединены с тервьми входами первого и второго элементов И, введены второй счетчик, сумматор, блок вычитани , третий формирователь импульсов и третий нуль-орган, вход которого соединен с первым выходом генератора синусоидального напр жени , а выход через первый формирователь импульсов соединен с S-входами триггеров и входом обнулени  первого и второго счетчиков , выходные обмотки фазовращател  через последователыо соединенные вторые нуль-орган и формирователь HMnyjibcoB и третий нуль-орган формирователь импульсов соедннен с R-BXOдами первого и второго триггера, вто3-109 рые входьг первого и второго элементов И соединены со вторым ныходом генератора импульсов, а вьпсоды со счетными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены, соответственно с -ерпыми и вторыми разр дными входами сумматора и блока вычитани , а выход блока вычитани  соединен со знаковым входом сумматора . На чертеже приведена схема преобразовател  угла поворота вала в код. Преобразователь угла поворота вал в код содержит фазовращатель 1, гене ратор 2 импульсов, генератор 3 синусоидального напр жени , нуль-органы 4, 5 и 6, формирователи 7,, 8 и 9 импульсов , блок вычитани  10, триггера 11 и 12, элементы И 13 и 14, счет чики 15, 16 и сумматор 17. Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. Две входные обмотки фазовращател  Iвозбуждаютс  двум  синусоидальными напр жени ми, сдвинутыми относительно друг друга на 90°, получаемьге на выходе генератора 3 синусоидально го двухфазного напр жени . Фазы напр жений выходных обмоток вращающего с  трансформатора фазовращател  1 за вис т от угла поворота ротора. Одно из напр жений на выходе генератора 3, прин тое за опорное напр жение , поступает на вход нуль-органа 6, На его выходе единичный сигнал соответствует положительной величине опорного напр жени . Этот сиг иал поступает на вход формировател  9 импульсов, который формирует импульсы на положительному фронту вход ному фронту входного сигнала. Таким образом, при переходе опорного напр  жени  через О в сторону его увеличени  формирователь 9 импульсов формирует импульс. Аналогично на выходах формирова.телей 7 и 8 импульсов по вл ютс  импульсы в момент перехода через ноль в сторону увеличени  напр жений, пос тупающих с выходных обмоток фазовращател  на входы соответственно нульорганов 4 и 5, Импульс с выхода формировател  9 импульсов поступает на S-входы триггеров 11 и 12 и сбрасывает в ноль счетчики 15 и 16. При этом триггеры IIи 12 переключаютс  и подают единичные сигнапы на один из входов эле ентов И 13 и 14, на другой вход этих лементов поступают импульсы высокой астоты с генератора 2 импульсов. Чеез элементы И 13 и 14 эти импульсы оступают на счетные входы счетчиов 15 и 16. При прохождении через ноль напр ений на .входных обмотках фазовращаел  1, формирователи 7 и 8 импульсов возвращают триггеры 11 и 12 в исходное состо ние и прохождение импульсов через элементы И 13 и 14 прекращаетс . Двоичные коды счетчиков 15 и 16 пропорциональны фазному сдвигу напр ений выходных обмоток относительно опорного напр жени . Обозначим -угол поворота ротора фазовращател  1. В случае, если , на счетчике 15 код пропорционален Ч, а на счетчике I6 код пропорционален Двоичный код на счетчике 15 будет больше по величине двоичного кода на счетчике 16. Разность этих кодов на выходе блока 10 положительна. При этом с выхода знакового разр да блока 10 на вход (n+l)-ro разр да сумматора 17 поступает нулевой сигнал. На сумматоре .17 при этом двоичный код равен сумме двоичных кодов со счетчиков 15 и 16 и пропорционален величине -у. Полусумма кодов счетчиков 15 и 16 равна  коду c fмaтopa 17, без младщего его разр да пропорциональна вел1-гчине Кчадший разр д с лмматора 17 может быть использован дл  повышешш точности, при этом старппгм разр дом кода будет (n+l) разр д. В случае, если на счетчике 15код пропорционален Ч, на ;четчике 16код пропорционален - Двоичный код, на счетчике 15 меньше по 15 меньше величине двоичного кода на счетчике 16. Разность этих кодов на выходе блока 10 отрицательна. При этом с выхода знакового разр да блока 10 на вход (n+i)-ro разр да сумматора 17 поступает единичный сигнал. Частота импульсов генератора 2, поступающих на счетчики 15 и 16, рассчитана таким образом, что двоичному коду, имеющему единицу в своем старшем п-м разр де и нули во всех остальных разр дах соответствует фазный 510 сдвиг напр жени  выходн )й обмотки фазовращател  1, равный 3. (При такой частоте коду счетчиков равному нул м во всех п разр дах соответствует фазный сдвиг равный 23ТК, где , , 2,...,) . Единичный сигнал на входе (n+l) разр да сумматора 17 увеличивает содержание сумматора на 2)7. Таким образом , двоичный код на выходе сумматора 17 пропорцщзнален величине 2Ч. JL.+2Jr+2)f. Полусумма этих кодов равна - - (равенство верно дл  п-раз р дного выходного кода, который кра тек 2J, как бьшо указано выше). Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет независимо от вели чины угла получить двоичный код, пропорциональный величине этого угла ( f- JL Следовательно, при любом угле поворота .на вькоде (п+)-разр дного сумM f H J7; зарегистрирован код угла Этот посто нный сдвиг на может быть исключен начальным разворотом статора СКВТ до положени , при котором на сумматоре 17 будет нулевой код. Таким образом, врем  преобразовани  угла поворота вала в код не превьшает одного периода опорного напр жени , т.е. обеспечивает .быстродействие в три раза больше, чем у прототипа , при сохранении той же точности, что и в прототипе, так как фазова  ошибка преобразователей угол-фаза-код в счетчиках 15 и 16 имеет противоположные знаки, и, таким образом, код на вькоде сумматора 17 с точностью до величины второго пор дка малости не содержит ошибок преобразовани ,  вл ющихс  следствием неидеальности квадратурных напр жений генератора 3 синусоидальных напр жений, которые служат основным источником инструментальных погрешностей АЦП такого типа.

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен ко входу генератора синусоидального напряжения, первый и второй выходы которого соединены со входными обмотками фазовращателя, два нуль-органа, два формирователя импульсов, первый счетчик, два RS-триггера, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобра ,:.зователя, в него введены второй счет.чик, сумматор, блок вычитания, тре;тий формирователь импульсов и третий нуль-орган, вход которого соединен с первым выходом генератора синусоидального напряжения, а выход через ·' первый формирователь импульсов соединен с S-входами триггеров и входами . обнуления первого и второго счетчиков, выходные обмотки фазовращателя через последовательно соединенные вторые нуль-орган и Формирователь импульсов и третьи нуль-орган и формирователь импульсов соединены с Rвходами соответственно первого и второго триггеров, вторые входы первого и второго элементов И соединены со вторым выходом генератора импульсов , а выходы - со счетными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми разрядными входами 'сумматора и блока вычитания, выход блока вычитания соединен со знаковым входом сумматора.

   SU ...1092544 >