SU1120385A1 - Многоканальный преобразователь угол-фаза-код - Google Patents

Abstract

14НОГОКАШЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УТОП-ФАЗА-КОД, содержащий источник питани S выход которого подключен к входам фазовращателей по числу каНсЗлоБ, выходы которых ПОД-клшчены к входам компараторов по чисВСЕ€ОШЗ ГДЯ rasffi esfssi с р 1. л r.j EI f., 3;-; : .-. .wlI fc I fcrlr - - - - .fZj , T-. - -- - 15 J 3 a gi vSr ggjLjSTSjSiJI i.y - ---пу каналов5 коммутатор каналов, генератор опорной частоты, счетчик, отли ч а ющи и с   тем, что, с целью 1Т1р6щени  и повьшени  надежности преобразовател , в него введены элементы И по числу каналов, блок элементов И, одновибратор и запоминаю щее. устройство выходы компараторов подк ючены к первым входам элементов И; вторые входы которых подключены к выходу генератора опорной част отЫо а выходы - к информационным входам ко№-тутатора каналов, выход которого подключен к управл ющему входу запоьетнающего устройства, «2 информащюнные входы которого подключены к вькодам старших разр дов счетчнка, ВЬЕХОДЫ младших разр дов , которого подключены к итформационным входам блока элементов И, управл ющий вход которого через одновибратор подключен к выходу гвнератора опорной частоты, который подключен к входу счетчика, выход старшего разр ю да которого подключен к входу источника питани , выходы блока элементов И подключены к адресным входам САЭ запоминающего устройства и адресным 00 входай коммутатора каналов/

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управлени  и измерени  дл  преобразбвани  сигналов датчиков угол-фаза в код. Известен многоканальный преобразователь информации, содержащий входной аналоговый коммутатор, схему выборки и запоминани , 12-разр д ный аналого-цифровой преобразовател ( АЦП), выходной .буферный регистр и блок управлени . Информационные вхо ды аналогового коммутатора подсоеди нены к аналоговым датчикам, а его управл ющие входы - к блоку управле ни . Выходы коммутатора соединены через схему выборки и запоминани  с входами АЦП, выходы которого подсоединены к буферному регистру. Вто рой выход блока управлени  подключен к управл ющему входу АЦП и вто рым входам буферного регистра 1j . Недостатком преобразовател   вл  етс  сложность и низка  надежность, обусловленные наличием аналогового коммутатора, схемы выборки и хранени  и аналого-цифрового преобразова тел . Известен многоканальный преобраз ватель информации, содержащий аналого-цифровой преобразователь дл  каждого опрашиваемого датчика, цифровой коммутатор и блок управлени , в качестве которого используетс  ми ропроцессор, информационные входы аналого-цифрового преобразовател  соединены с выходами опрашиваемых датчиков, а его управл ющие входы с вьпходом микропроцессора, выходы аналого-цифрового преобразовател  . подключены к входам цифрового коммутатора , вторые входы которого сое динены с вторым выходом микропроцес ра, который  вл етс  шиной адреса, выходы цифрового коммутатора соедин с входом микропроцессора, по которо му передаетс  значение преобразован ного кода Ш . Недостатком преобразовател   вл  с  его. сложность, обусловленна  при менением дл  каждого опрашиваемого датчика своего а 1алого-цифрового преобразовател . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь угол-фазакод , содержащий датчики угол-фаза, компараторы, число которых определ  етс  числом опрашиваемых датчиков, мутатор, блок питани , генератор опорной частоты, два триггера, два элемента И, счетчик иьшульсов, задержки, компаратор опорного сигнала , устройство управлени , выход каждого датчика угол-фаза подключен че4 ,63 компаратор к входам коммутатора, выход которого соединен с нулевым вхо дом первого триггера, единичньй вход которого соединен через первый вход первого элемента И и компаратор опорного сигнала с выходом блока питани , а выход с одним входом второго элемента И, второй вход которого подключен к генератору опор ной частоты,а выход - к входу счетчи- ка импульсов, единичный вход первого триггера соединен через первый элемент И с выходом второго триггера вход которого подключен через линию г 1 задержки к устройству управлени  L3J . Недостатком известного многоканального преобразовател   вл етс  его сложность, обусловленна  необходимостью использовани  схем дл  адресации опрашиваемых датчиков и дополнительных схем адресации дл  запоминани  кода, который считываетс  со счетчика. Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение надежности его работы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в многоканальный преобразователь угол-фаза-код, содержагций источник питани , выход которого подключен к входам фазовращателей по числу каналов , выходы которых подключены к входам компараторов по числу каналов коммутатор каналов, генератор опорной частоты, счетчик, введены элементы И по числу каналов, блок элементов И, одновибратор и запоминающее устройство, выходы компараторов подключены к первым входам элементов И, вторые входы которых .подключены к выходу генератора опорной частоты, а выход - к информационным входам коммутатора каналов, выход которого подключен к управл ющему входу запоминающего устройства, информационные входы которого подключены к выходам старших разр дов счетчика, выходы младших разр дов которого подключены к информационным входам блока элементов И, управл ющий вход которого через одновибратор подключен к выходу генератора опорной частоты, который подключен к входу счетчика, выход старшего разр да которого подключен

31

к входу источника питани , выходы блока элементов И подключены к адресным входам запоминающего устройства и адресным входам коммутатора каналов .

В предлагаемом преобразователе ис .пользуетс  один счетчик импульсов дл  всех каналов-, данные с которого считываютс  в запоминающее устройство за один цикл опроса каналов преобразовани , в то врем  как в извест ных устройствах счетчик импульсов имеетс  в каждом канале. Кроме того, счетчик импульсов в предлагаемом устройстве выполн ет одновременно функции счетчика адреса канала и счетчика данных по этому каналу, в то врем  как в известных устройствах эти функции вьшолн ют разные блоки.

На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, счетчик 2, источник 3 питани ,фазовращатели 4, компараторы 5, число которых равно числу опрашиваемых каналов, элементы И 6 (по числу каналов), одновибратор 7, .блок 8 элементов И, коммутатор 9 каналов и запоминакжДее устройство 10

Устройство работает следующим об разом.

Генератор 1 импульсов опорной частоты вырабатывает последовательность высокочастотных импульсов частотой f.., которые поступают на счетчик

2и входы элементов И 6, формирующих сигнал записи, и на одно вибратор 7.

С выхода старшего разр да счетчика 2, который одновременно вьшолн ет роль . делител  частоты, снимаетс  последовательность импульсов частотой | f /2, где q - разр дность счетчика 2, котора  подаетс  на источник

3питани  фазовращателей 4. Значение частоты следовани  импульсов f ,j , подаваемых на источник питани  фазовращателей 4, выбираетс , исход  из частоты напр жени  питани  фазовращателей (в случае применени  синусно-косинусных вращающихс  трансформаторов например типа СКТБ-6465Д, она составл ет 400-Гц).

Источник 3 питани  фазовращателей

4представл ет собой фильтр с усилителем мощности,-с выхода которого снимаетс  синусоидальное напр жение частотой f .

03854

Рассмотрим процесс преобразовани  фазы в код по одному из опрашиваемых каналов, в которыь, кроме одного фазовращател  4, вход т один компа . ратор 5 и один элемент И 6. .

Напр жение синусоидальной формы (фиг. 2) с фазовращател  4 подаетс  на KONfflapaTop 5, который выполн ет . роль усилител -органичител . С выQ хода компаратора 5 снимаетс  дву;1Ол рное напр жение пр моугольной формы , совпадающее по фазе с синусоидаль ным напр жением, снимаемым с выхода фазовращател , которое имеет фазоj вый сдвиг относительно входного напр :кени . С компаратора 5 этот сигнал пост- тлает на один из входов элемента И 6, формирующих сигнал записи. На второй вход этой схемы подаютс  импульсы с генератора 1 опорной час0 тоты. Частота напр жени  питани  фазовращатап  4 синхронизирована частотой генератора 1 опорной частоты, но отличаетс  по своему значению в 2 раз.

5

При совпадении на выходах элемента И 6 импульса генератора 1 опорной частоты с сигналом пр моугольной формы, снимаемым с компаратора 5 в момент перехода этого сигнала от от0 рицательного значени  к положительному , на его выходе формируетс  короткий импульс, который несет инфЬрмацпю о фазе текущего положени  выходного сигнала фазовращател  4. При

5 этом количество импульсов, поступивших за врем  преобразовани  на счетчик 2, пропорционально сдвигу фазы фазовращател  опрашиваемого канала. Дл  адресации опрашиваемого кана0 ла вьЕсоды младших разр дов счетчика 2 соединены с входами блока 8 элементов И, формирующего адрес канала записи, который управл ет коммутатором 9 каналов. С выходов блока 8 зле5 ментов И снимаетс  код адреса опрашиваемого канала, которьй подаетс  на комментатор каналов и на шину адреса запоминающего устройства.

0Одновременно импульс с генератора 1 опорной частоты подаетс  на одновибратор 7, который формирует управл ющий сигнал в момент окончани  Р1мпульса с генератора 1 опорной

5 частоты дл  исключени  совпадени  по времени процессов, св занных с формированием сигнала записи элемента И 6;, установкой счетчика 2 и време5 leM формировани  сигнала адреса канала блоком 8 элементов И. Сигнал элемента И 6 поступает че рез коммутатор 9 каналов на управл ющий вход запоминающего устройства |10. Под воздействием этого сигнала и сигнала адреса в запоминающее устройство 10 считываетс  содержимое Старших разр довсчетчика 2, Таким образом осуществл етс  считывание двоичного кода, значение которого пропорционально числу импульсов, по тупиви1их на счетчик 2 за врем  рав ное сдвигу фазы между опорным напр  жением и выходным напр жением дл  оп рашиваемого канала. При поступлении следующего игшульса с генератора 1 опорной частоты на счетчик 2 его со то 1ше измен етс  и вьпюлн етс  ана логичньш процесс считывани  кода в запоминающее устройство 10 дл  следу1скдего опрашиваемого канала, адрес которого определ етс  состо нием младших разр дов счетчика 2. Указан ный процесс преобразовани  по всем опрашиваемым каналам заканчиваетс  после обнулени  мпадших разр дов счетчика 2, используемых дл  адреса ции каналов, и начинаетс  снова с приходом импульса с генератора 1 опорной частоты и установкой Г4падше го разр да счетчика 2 в единичное состо ние. Число младших разр дов счетчика используемых дл  адресации каналов, определ етс  исход  из числа опрашиваемых каналов. Например, если опрашиваемых каналов семь, то дл  их адресации используютс  три мпадвжх разр да. При этом число старших .разр дов счетчика 2, которые несут 5& информацию об измер емом фазовом сдвиге в виде двоичного кода, зависит от разрешающей способности фазовращател  4, т.е. оно выбираетс 3 исход  из его разрешающей способности , котора  при числе старших разр дов счетчика 2 п иcпoльзye 4Ь x дл  преобразовани  сдвига фазы в код., равна 0-1/2. Учитыва  то что дл  формировани  кода, соответствующего углу поворота вала,, используетс  п старших разр дов счетчика 2,, а дл  адреса канала - m младших разр довэ обща  разр дность счетчика определ етс  как q n-s-m. Зна  требуемое число разр дов счетчика 2 и частоту напр жени  питани  фазовращателей Д, можно определить частоту генератора 1 опорной частоты как fpt,- f/ 2 Технико-зкономический эффект предлагаемого преобразовател  обусловлен TCMj что он отличаетс  от известньк своей простотой, поскольку содеркит дл  преобразовани  и каналов один счетчик импульсов, который используетс  одновременно и дл  адресации каналов и дл  подсчета импульсов генератора за врем , равное преобразуемому сдвигу фаз 5, который пропорционален углу поворота, датчика положени . При этом его над(2жность равна надежности одного канала известного устройства , в котором используетс  свой аналого-цифрОБой преобразователь, т.е. при оценке надежности известного устройства и предлагаемого по внезапным отказам этот показатель дл  предлагаемого многоканального преобразовател  будет лучше примерно в п pasj где п число каналов преобразовател .

Фиг.1

l Mattijrffel 7

п-.

/tetfj

fte/ fjrffeJ

ffaftuffe4

fta f irt/ef

Claims (1)

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-ФАЗА-КОД, содержащий источник питания, выход которого подключен к входам фазовращателей по числу каналов, выходы которых подключены к входам компараторов по чис лу каналов, коммутатор каналов, генератор опорной частоты, счетчик, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надеж ности преобразователя, в него введены элементы И по числу каналов, блок элементов И, одновибратор и запоминающее устройство, выходы компараторов подключены к первым входам элементов И, вторые входы которых подключены к выходу генератора опорной час-! оты. а выходы - к' информационным входам коммутатора каналов, выход которого подключен к управляющему входу запоминающего устройства, информационные входы которого подключены к выходам старших разрядов ⁴ счетчика, выходы младших разрядов которого подключены к информационным входам блока элементов И, управляющий вход которого через одновибратор подключен к выходу генератора опорной частоты, который подключен к входу счетчика, выход старшего' разряда которого подключен к входу исгочника питания, выходы блока элементов И подключены к адресным входам запоминающет?о устройства и адресным входай коммутатора каналов.

   SU α» 1120385

   1 1120385