SU1128277A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синусно-косинусный вращающийс  трансформатор , выходы которого подключены к одним входам формировател  фазовых импульсов, первый тригге, пр мые и инверсные выходы которого подключены к одним входам первого и второго элементов И соответственно, выходы которых подключены к установочным входам второго триггера, выходы второго триггера подключены к другим входам формировател  фазовых импульсов, синхронизатор частот, первый выход которого подключен к. первому входу формировател  кодов, второй вход формировател  кодов соединен с пр мЬм выходом второго триггера, третий вход с выходом первого элемента И, фильтр отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона однозначного определени  углов преобраI €0ю, зователем в зоне рабочих углов, в него введены третий и четвертый элементы И, элемент задержки и блок синхронизации фазовых импульсов, вход которого соединены с выходом формировател  фазовых импульсов и первым . выходом синхронизатора.частот, а выход подключен к другим входам первого и второго элементов И, второй выход синхронизатора частот через фильтр подключен к входу синусно-косинусно1о вращающегос  трансформатора,, третий выход через элемент задержки к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены с пр мым и инверсным выходами второго триггера, а выходы подключены к установочным входам первого триггера ., : 2.Преобразователь по п. 1, от- ; л и ч а ю щ и и с   тем, что формирователь фазовых импульсов содержит последовательно соединенные коммутатор , фазосдвигающий элемент и компаратор , входы коммутатора  вл ютс  .входами, а выход компаратора - выхрдом формировател  фазовых импульсов. 3.Преобразователь по п. отличающийс  тем, что блок синхронизации импульсов содержит элементы И и триггер, выход которого подключен к одному входу элемента И, выход элемента И  вл етс  выходом блока и подключен к одному входу триггера, другие входы триггера и элемента И  вл ютс  входами блока.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании автоматизированных и управл ющих систем с 1Ц1ФРОВЫМИ вычислительными машинами

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусный датчик, переключатель напр жений, фазосдвига;,щую цепь и компаратор ГЛ

Недостатком этпх преобразователей  вл етс  ограниченное быстродействие что.снижает возможность их работы с больвгам количеством информационных датчиков.

Известен также.преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный трансформатор, вход которого подключен к источнику синусоидального напр жени , а выход соединен через переключатель напр жений и фазосдвигающую цепь с компаратором , выход которого соединен с. входами двух элементов И, а выходы элементов И подключены к входам триггера, выход которого соединен с одним из входов третьего элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, а выход - к счетчику импульсов, блок управлени , выходы которого подк,лючены к другим входам двух элементов И к второму входу переключател  напр жений и к второму входу счетчика импульсов 2| .

Недостатком такого преобразовател   вл етс  его невысокое быстродействие .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синуснокосинусный вращающийс  трансформатор (СКВТ), выходы которого подключены к одним входам формировател  фазовых импульсов, первый триггер,

пр мые и инверсные выходы которого

I

подключены к одним входам первого

и второго элементов И соответственно выходы которых подключены к установоным входам второго триггера, выходы второго триггера подключены к другим входам формировател  фазовых импульсов , синхронизатор частот, первый выход которого подключен к первому входу формировател  кодов, второй вход формировател  кодов соединен с пр мым выходом второго триггера, третий вход - с выходом первого элемента.И.

и фильтр, выход первого элемента И. подключен к одному входу третьего триггера, другой вход которого соединен с первым выходом фор 1ировател  кодов, второй выход которого подключен к одному входу первого триггера, другой вход которого соединен с истоником команды, выход формировател  фазовых импульсов подключен к вторым входам первого и второго элементов И, а выход третьего триггера подключен к третьему входу второго .элемента И.

Синхронизатор частот содержит последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель мощности, формирователь фазовых импульсов - последовательно соединенные коммутатор, фазосдвигакнций .элемент , фильтр и компаратор, а формирователь кодов - элемент И, формирователь , входы которого  вл ютс  первым и вторым входами формировател  кодов, а-выход подключен к счетчику, установочный вход которого  вл етс  третьим входом формировател , а выходы счетчика - выходами формировател  кодов Гз .

.Недостатком известного преобразовател   вл етс  ограниченный до 180 диапазон однозначного преобразовани  угла.

Цель изобретени  - расширение диапазона однозначного определени  углов преобразователем в зоне рабочих углов..

Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, выходы которого подключены к одним входам формировател  фазовых импульсов, первый триггер, пр мые и инверсные выходы которого подключены к одним входам первого и второго элементов И соответственно, выходы которых подключены к установочным входам второго триггера, выходы второго триггера подключены к другим входам формировател  фазовых импульсов, синхронизатор частот, первый выход которого подключен к первому входу формировател  кодов, второй вход формировател  кодов соединен с пр мым выходом второго триггера, третий вход с выходом первого элемента И, и фильтр, введены третий и четвертый элементы И, элемент задержки и блок синхронизации фазовых импульсов. входы которого соединены с выходом формировател  фазовых импульсов и первым выходом синхронизатора частот а выход подключен к другим входам первого и второго элементов И, -вто- рой вьжод синхронизатора частот чере фильтр подключен к вдоду СКВТ, трети выход - через элемент задержки к одним входам третьего и четвертого эле ментов -И, другие входы которых соеди нены с пр мым и инверсным выходами второго триггера, а выходы подключены к установочным входам первого триггера. При этом формирователь фазовых импульсов содержит последовательно соединенные коммутатор, фазосдвигающий и компаратор, входы коммутатора  вл ютс  входами, а выход компаратора - выходом формировател  фазовых импульсов. Кроме того, блок синхронизации фазовых импульсов содержит элемент .И и триггер, выход которого подключе к одному входу элемента И,выход элемент И  вл етс  выходом блока и подключен к одному входу триггера,другие входы три гера и элемента И блока  вл ютс  входами блока. Синхронизатор частот содержит по|следовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель мощности выход. генератора .импул сов  вл етс  первым выходом синхронизатора , а выходы усилител  мощност :И делител  частоты - вторым и третьiHM выходами. Формирователь кодов со держит элемент И формировател , входы которого  вл ютс  первым и вторым входами формировател  кодов, а выход подключен к счетчику, установоч ный вход которого  вл етс  третьим входом формировател  кодов, а выходы счётчика - входами формировател  кодов . -; На фиг. 1 представлена структурна схема преобразовател ; на фиг. 2 функциональна  схема формирователи фазовых импульсов; на фиг. 3 - функц ональна  схема блока синхронизации фазовых импульсов. Преобразователь содержит синхро . низатор 1 частот, первый выход которого подключен к одному входу блока 2 синхронизации фазовых импульсов и первому входу формировател  3 .. второй выход синхронизатора 1 через фильтр 4 подключен к первичной обмотке СКВТ 5, выходы которого подключены к одним входам формировател  6 фазовых импульсов. Выход блока 2 подключен к входам .элементов И 7 и 8, выходы которых подключены к установочным входам триггера 9, выходы которого соединены с другими входами формировател  6 Третий выход синхронизатора 1 через элемент 10 задержки подключен к одним входам элементов И 11 и 12, другие входы которых соединены с выходами триггера 9, а выходы подключены к установочным входам триггера 13 выходы которого подключены к входам элементов И 7 и 8. Пр мой выход триггера 9 подключен к второму входу, а выход элемента И 7 - к третьему входу формировател  3. Формирователь 6 фазовых импульсов (фиг. 2) содержит коммутатор 14 синусоидальных сигналов, выполненный На транзисторах Т1 + 14 и диодах Д1 :« + Д4, фазосдвигакиций элемент 15, выполненный на резисторе R1 и конденсаторе С1, компаратор -16, выполненный на диодах. Д5, Д6 и усилителе 17, дифференцирующем элементе 18 и диоде Д8 причем четыре транзистора Т1 + Т4 попарно подключены коллекторами к выходным обмоткам СКВТ 5, на базы транзисторов Т1 и ТЗ через диоды Д1 и Д2 подаютс  положительные управл ющие сигналы с единичного плеча триггера 9, а на базы транзисторов Т2 и Т4 через диоды ДЗ и Д4 - положительные управл ющие сигналы с нулевого плеча триггера 9. Объединенньге , эмиттеры Т1 и Т4 соединены с резистором R1 фазосдвигающего элемента 15, объединенные эмиттеры транзисторов Т2 и ТЗ - с конденсатором С1 фазосдвигающего элемента 15, катодом диода Д5, анодом.диода Д6 и первым входом усилител  17, выход фазосдвигающего элемента 15 подключен к аноду диода Д5,: катоду диода Дб и вторрму входу усилител  17, выходы которого соеди- . нены соответственно с входами дифференцирующего элемента 18, выход коiToporo подключен к аноду диода Д7, катод которого соединен с первыми входами элементов И 7 и 8. , Блок 2 синхронизации фазовых импульсов (фиг, 3) содержит тригг ер 19 и элемент И 20, пр мой выход триггеpa 19 соединен с одним входом элемента И 20, выход которого соединен с нулевым входом триггера 19 и  вл етс  выходом блока 2, а единичный вход триггера 19 и другой вход элемента И 20  вл ютс  входами блока 2.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 9 и 13 наход тс  в нулевом состо нии.

С первого выхода синхронизатора 1 подаютс  пр моугольные импульсы опорной частоты на вход фильтра 4, который вьщел ет синусоидальный сигнал опорной частоты и фильтрует гармоники выше первой. С выхода фильтра 4 синусоидальный сигнал подаетс  на входные обмотки СКВТ 5, с выходных обмоток которого снимаютс  синусоидальные синфазные напр жени , амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу угла поворота вала и поступают на первый вход формировател  6.

С выхода фазосдвигающего элемента 15 в зависимости от вида подключени  снимаютс  синусоидальные сигналы двух видов, фаза первого из которых пропорциональна углу поворота вала, а фаза второго - дополнению, угла до 360 , с выхода усилител  17 снимаютс  пр моугольные сигналы, фаза которьк пропорциональна углу поворота вала или (при другом подключении) дополнению угла до 360 .

С выхода дифференцирук цего элемента 18 снимаютс  импульсные сигналы обеих пол рностей. Через диод Д7 проход т импульсы только положительной пол рности, которые подаютс  на первый вход блока 2 синхронизахщи, на единичньй вход триггера 19. С выхода элемента И 20, на первый 1вход которого подаетс  сигнал с пр мого выхода триггера 19, а на второй вход импульсы тактовой частоты с второго выхода синхронизатора 1 частот, выдаетс  фазовый импульс, синхронизированный с Тактовой частотой, который поступает на первые входы элементов И 7 и 8.

Так как триггер ТЗ находитс  в исходном положении в нулевом состо нии , первый фазовый импульс через элемент И 7 проходит на единичный вход триггера 9, перебрасыва  его в единичное состо ние, а также на первый вход формировател  3 кода, устанавлива  его в исходное состо ние (обнул ет счетчик импульсов).

По сигналу с пр мого выхода триггера 9 начинаетс  подсчет импульсов высокой частоты с второго выхода синхронизатора 1 частоты счетчиком импульсов формировател  3 кода. Кроме того, сигнал с пр мого выхода триггера 9 подаетс  на второй вход формировател  6 дл  переключени  выходных обмоток СКВТ 5.

С третьего выхода синхронизатора 1 частот подаетс  синхроимпульс на вход элемента 10 задержки, где совмещаетс  по времени с той частью периода преобразовани , котора  соответствует зоне нерабочих углов. Синхроимпульс с выхода элемента 10 подаетс  на первые входы элементов И 11 и 12. Так как с пр мого вьпсода триггера 9 подаетс  разрешающий сигнал, синхроимпульс через элемент И 11 проходит на единичный вход триггера 13 и перебрасывает его в единичное состо ние

После окончани  переходных процессов; вызванных переключением выходньк обмоток СКВТ 5, вырабатываетс  второй фазовый импульс, который с выхода формировател  6 через элемент И 8, второй вход которого соединен с пр мым выходом триггера 13, проходит на нулевой вход триггера 9 и перебрасывает его в нулевое состо ние.

Таким образом, снимаетс  сигнал разрешени  подсчета импульсов высокой частоты с выхода синхронизатора 1 частот и формирование двоичного кода заканчиваетс . Кроне того, на второй вход формирова:тел  6 подаетс  сигнал переключени  выходных обмоток СКВТ 5 в исходное положение.

Второй синхроимпульс, вырабатыва-: емый синхронизатором 1 частот, через элемент 10 поступает на вход элемента И 12, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера 9. С выхода элемента И 12 сигнал поступает на нулевой вход триггера 13 и перебрасывает его в нулевое состо ние

Таким образом, цикл преобразовани  закончен и преобразователь готов к новому циклу работы.

Дл  работы устройства необходимо, чтобы зона нерабочих углов была не менее 90 . Только в этом случае второй синхроимпульс совпадает с той Частью периода преобразовани , котора  соответствует зоне нерабочих углов .

, 1128277 . .8

Предлагаемый преобразователь поз- углов в рабочей зоне по сравнению с вол ет увеличить диапазон измер емых известным без потери однозначности.

III

I AI

Л7

Ha

7u8

C5

Г5

Г

2ff

Ha7u8

r

.Д

Claims (3)

1. ί. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к одним входам формирователя фазовых импульсов, первый триггер,' прямые и инверсные выходы которого подключены к одним входам первого и второго элементов И соответственно, выходы которых подключены к установочным входам второго триггера, выходы второго триггера подключены к другим входам формирователя фазовых импульсов, синхронизатор частот, первый выход которого подключен к. первому входу формирователя кодов, второй вход формирователя кодов соединен с прямым выходом второго триггера, третий вход - с выходом первого элемента И, фильтр, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона однозначного определения углов преобразователем в зоне рабочих угл’ов, в него введены третий и четвертый элементы И, элемент задержки и блок синхронизации фазовых импульсов, входы которого соединены с выходом формирователя фазовых импульсов и первым . выходом синхронизатора частот, а выход подключен к другим входам первого и второго элементов И, второй выход синхронизатора частот через фильтр подключен к входу синусно-косинусного вращающегося трансформатора^ третий выход через элемент задержки к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены с прямым и инверсным выходами второго триггера, а выходы подключены к установочным входам первого триггера. ,
2. 2. Преобразователь по п. 1, от- \ л и ч а ю щ и й с я тем, что форми- g рователь фазовых импульсов содержит последовательно соединенные коммутатор, фазосдвигающий элемент и компаратор, входы коммутатора являются входами, а выход компаратора - выходом формирователя фазовых импульсов.
3. 3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что блок синхронизации фаговых импульсов содержит элементы И и триггер, выход которого подключен к одному входу элемента И, выход элемента И является выходом блока и подключен к одному входу триггера, другие входы триггера и элемента И являются входами блока.

   1 1128277 2