SU1105920A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синусно-косинусный датчик угла, вход которого соединен с источником опорного напр жени , а один выход подключен к аналоговому входу первого блока умножени , выходы блока синусно-косинусного преобразовани  кода подключены к цифровым входам первого и второго блоков умножени , компаратор , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  преобразовател , в него введены блок формировани  пачки импульсов , инвертирующий усилитель, инвертор , элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр последовательного приближени , первый и второй ключи, другой выход синуснокосинусного датчика угла через первый ключ и через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и второй ключ подключен к аналоговому входу второго блока умножени , выходы первого и второго блоков умножени  подключены к входам компаратора , выход компаратора подключен к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к одному входу регистра последовательного приближени , источник опорного напр жени  через блок формировани  пачки импульсов подключен к другому входу регистра последовательного приближени , один выход коi торого подключен к другому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к управл юще (Л му входу первого ключа и через инвертор - к управл ющему входу второго ключа, а выходы разр дов регистра последовательного приближени  подключены к входам блока синусно-косинусного преобразовани  кодов. ел ;о IND rff -СИ

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к преобразовател м угла поворота вала в код, и может быть использовано в системах обработки данных. Известен преобразователь поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, блоки умножени , блок вычитани , компаратор и реверсивный счетчик 1 . Недостатком этого преобразовател   вл етс  сложность и низкое быстродействие. Наиболее близким к данному изобретению  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, вход которого соединен с источником опорного напр жени , а один выход подключен к аналоговому входу первого блока умножени , выходы блока синусно-косинусного преобразовани  кода подключены к цифровым входам первого и второго блоков умножени , компаратор, вход которого через суммирующий усилитсль соединен с выходами блоков умножени , а выход подключен к реверсивному счетчику, выходы разр дов реверсивного счетчика подключены к блоку синусно-косинусного преобразовани  кодов, блок преобразовани  напр жени  в код, вход которого соединен с выходом суммирующегоу усилител , а выход подключен к счетному входу реверсивного счетчика 2. Недостатком этого преобразовател   вл етс  низкое быстродействие, обусловленное необходимостью выполнени  нескольких циклов преобразовани  дл  подбора соответствующего кода. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  преобразовател . Иоставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинуный датчик угла , вход которого соединен с источником опорного напр жени , а один выход подключен к аналоговому входу первого блока умножени , выходы блока синусно-косинусного преобразовани  кода подключены к цифровым входам первого и второго блоков умножени , компаратор, введены блок формировани  пачки импульсов, инвертирующий усилитель, инвертор, элемент ИСКЛЮ ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр последовательного приближени , первый и второй ключи, другой выход синусно-косинусного датчика угла через первый ключ и через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и второй ключ подключен к аналоговому входу второго блока умножени , выходы первого и второго блоков умножени  подключены к входам компаратора, выход компаратора подключен к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к одно.му входу регистра последовательного приближени , источник опорного напр жени  через блок формировани  пачки импульсов подключен к другому входу регистра последовательного приближени , один выход которого подключен к друго.му входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к управл ющему входу первого ключа и через и}1вертор - к управл ющему входу второго ключа, а выходы разр дов регистра последовательного приближени  подключены к входам блока сипусно-косинусного преобразовани  кодов. На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого преобразовател . Преобразователь угла поворота вала в код содержит синусно-косинусный датчик угла 1, блок 2 формировани  пачки импульсов, инвертирующий усилитель 3, инвертор 4, первый 5 и второй 6 блоки умножени , блок 7 синусно-косинусного преобразовани  кода, регистр 8 последовательного приближени , элемент 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, компаратор 10, первый 11 и второй 12 к.пючи , источник 13 опорного напр жени . Преобразоваель угла поворота вала в код работает следующим образом. При повороте вала синусно-косинусного датчика угла 1 на некоторый угол Л в его выходных обмотках вырабатываютс  напр жени , амплитуда которых пропорциональна  синусу и косинусу угла поворота вала. По сигналу опорного напр жени  Uon источника 13 блок 2 вырабатывает последовательность импульсов, по которы.м происходит поочередное переключение разр дов регистра 8 последовательного приближени . В первых двух тактах преобразовани  определ етс  квадрант, в котором находитс  кодируемый угол. Определение квадранта кодируе.мого угла происходит следующим образом. В первом такте, по импульсу блока 2 формировани  пачки импульсов, старщий разр д л 180° регистра 8 последевате тьного приближени  устанавливаетс  в состо ние «1, а его инверсный выход, который непосредственно соединен с первы.м входом элемента 9, в состо ние «О. В этом случае синусное напр жение от датчика 1 через первый 5 блок умножени  подключаетс  к инвертирующему входу компаратора 10. Если при сравнении синусное напр жение и.меет пр мую фазу, компаратор 10 вырабатывает напр жение, соответствующее уровню «О и в старщий разрад ( «х 180°) регистра 8 последовательного приближени  через элемент 9 записываетс  нулевое значение, а если обратную - компаратор 10 выраба-тывает напр жение, соответствующее уровню «О и в следующий разр д ( о( 90°) регистра 8 последовательного приближени  через элемент 9 записываетс  единичное значение, что однозначно соответствует второму квадранту.

Если в старшем разр де ( оС 180°) регистра 8 последовательного приближени  записано единичное значение, то по сигналу с инверсного выхода старшего разр да регистра 8 последовательного приближени , соответствующего уровню «О, закрываетс  первый ключ 11, а второй ключ 12 открываетс  по сигналу управлени  с выхода инвертора 4. В этом случае косинусное напр жение от датчика 1 через инвертирующий усилитель 3, второй 12 ключ и второй 6 блок умножени  подключаетс  к неинвертируюшему входу компаратора 10. Если при сравнении, косинусное напр жение имеет пр мую фазу, на выходе инвертирующего усилител  3 - обратную, компаратор 10 вырабатывает напр жение, соответствующее уровню «О, и в следующий разр д ( ос 90°) регистра 8 последовательного приближени  через элемент 9 записываетс  нулевое значение, что однозначно соответствует четвертому квадранту, а если обратную , то на выходе инвертирующего усилител  3 - пр мую, компаратор 10 вырабатывает напр жение, соответствующее уровню «1, и в следующий разр д ( л 90°) регистра 8 последовательного приближени  через элемент 9 засыпаетс  единичное значение , что однозначно соответствует третьему квадранту.

Таким образом, значение двух старших разр дов « 180° и сх 90° составл ют код квадранта преобразуемого угла.

Последующее преобразование, начина  с третьего такта, выполн етс  путем поразр дного уравновещивани  при последовательном переключении следующих разр дов , начина  со старшего разр да.

В основу работы преобразовател  положено использование приближенной зависимости

Usin o(.N U osoC- Nj, где Usin Ucosot - напр жени  с выхода

датчика 1

о( - преобразуемый угол поворота

ijNg -выходные коды блока 7 синусно-косинусного преобразовани  кода, причем NI cosN; N2 sinN;

fvT - выходной код регистра 8 последовательного приближени .

Эта зависимости реализуетс  на участке , соответствующем квадранту угла.

Коды N cosN, N2 smN формируютс  блоком 7 синусно-косинусного преобразовани  кода, выполненного на основе посто нного запоминающего устройства.

Первый 5 и второй 6 блоки умножени  осуществл ют операцию умножени  синусного и косинусного напр жений, приложенных к их аналоговым в.ходам на коды N, cosN и N2 sinN соответственно, подаваемые на их цифровые входы с выхода блока 7 синусно-косинусного преобразовани  кода.

В результате поразр дного сравнени  на компараторе 10 напр жений, полученных на выходах первого 5 и второго 6 блоков умножени , в регистре 8 последовательного приближени  формируетс  код, пропорциональный углу поворота датчика I.

Таким образом, введение в преооразователь угла поворота вала в код блока формировани  пачки импульсов, инвертирующего усилител , инвертора, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистра последовательного приближени  и ключей позвол ет повысить быстродействие преобразовател .

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синусно-косинусный датчик угла, вход которого соединен с источником опорного напряжения, а один выход подключен к аналоговому входу первого блока умножения, выходы блока синусно-косинусного преобразования кода подключены к цифровым входам первого и второго блоков умножения, компаратор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены блок формирования пачки импульсов, инвертирующий усилитель, инвер- тор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр последовательного приближения, первый и второй ключи, другой выход синуснокосинусного датчика угла через первый ключ и через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и второй ключ подключен к аналоговому входу второго блока умножения, выходы первого и второго блоков умножения подключены к входам компаратора, выход компаратора подключен к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к одному входу регистра последовательного приближения, источник опорного напряжения через блок формирования пачки импульсов подключен к другому входу регистра последовательного приближения, один выход которого подключен к другому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к управляющему входу первого ключа и через инвертор — к управляющему входу второго ключа, а выходы разрядов регистра последовательного приближения подключены к входам блока синусно-косинусного преобразования кодов.