SU1166307A1 - Преобразователь угол-временной интервал - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, сод1ержа1 рй генератор даотульсов, выход которого через первый делитель частоты подключен к входу источника синусоидального квадратурного напр жени , выходы которого подключены к входам сннусно-косинусного датчика, первый фильтр низкой частоты, выход которого через первый компаратор подключен к первому входу фо1 Ировател  временного интервала, выход генератора нмпульсов подключен к входу второго делител  частоты, второй 4«льтр низкой частоты, выход которого через второй компаратор подключен к второму входу формировател  временного и тервала, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  преобразовател , него введены два фазоинвертора, шесть ключей, два запоминаюцнх элемента и дешифратор, входы которого соединены с выходами второго делител  частоты, первьй и второй выходаг дешифратора подключены к управл ющим входам первого, второго, третьего и четвертого ключей, а третий и чет-. вертый выходы - к управлюощим входам п того и шестого ключей, выходы источника синусоидального Квадратурного напр жени  пoдкJшчeI ll к ипформаЕЩонным входам первого и второго ключей, выходы которых объединены   подк;вочены к входам первого зйпоминакмцего элемента и второго фильтра низкой частоты, первьй выход сн усг но-косинусного датчика подключен к информационному входу третьего ключа и через nepmdl фаэоиквертор к информационному входу laiforo клоча, второй выходсинуснр-косинусного датОд Од чика подключен к инфо1Я4ационкому входу шестого ключа, выхода третьесо го, четвертого, п того и шестого ключей объединены и подключены к .входам второго запоминайтего элемента и первого фильтра низкой частоты .

Description

1 Изобретение относитс  к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано при построеНИИ отсчетной-части преобразовател  угол - фаза - временной интервал - код. При проведении нейтрон-структурных исследований на  дерных реакторах , кристалл-дифракционных исследований на ускорител х, при решении задач, св занных с навигацией, требуетс  измер ть линейные и угловые перемещени  с высокой степенью точности. При этом в качестве датчиков перемещений широкое распространение получили индуктивные датчики (вращающиес  трансформаторы, индуктосины, редуктосины, сельсины и др.), работаювще в режиме фазо вращател  . Целью изобретени   вл етс  упрощение преобразовател  угла в цифровой код при сохранении точности пре образовани . На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого преобразовател  угол - временной интервал. Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делители 2 и 3 час тоты, источник 4 синусоидального квадратурного напр жени , дешифратор 5, синусно-косинусный датчик 6, первый 7 и второй 8 ключи, первый запоминающий элемент 9 (конденсатор ) , фазоинверторы 10 и 11, фильтры 12 низкой ч астоты, компаратор 13 третий 14, четвертый 15, п тый 16 и шестой .17 ключи, второй запоминаю щий элемент 18 (конденсатор), форми рователь 19 временного интервала, второй фильтр 20 низкой частоты и компаратор 21. Преобразователь угол - временной интервал работает следующим образом Генератор 1 импульсов, делители 2 и, 3 частоты .выбраны таким образом что на выходах дешифратора 5 формируютс  короткие импульсы частотой следовани  f, несколько отличающей с  от меандра, образующегос  на выходе делител  2 частоты. Импульсы на выходе дешифратора 5 сдвинуты по фазе один относительно другого на четверть периода их следовани . Импульсное напр жение частотой f„ с выхода делител  2 частоты поступает тла вход источника 4 синусоидального квадратурного напр жени , с выходов 7 которого два синусоидальных сигнала, сдвинутые на 7i/2, поступают на входные обмотки датчика 6 и входы ключей 7 и 8, на управл ющие входы которых Подаютс  с выхода дешифратора 5 короткие импульсы частотой f, сдвинутые один относительно другого на четверть периода. На объединенных выходах ключей 7 и 8 сигнал представл ет собой ступенчатую синусоиду с амплитудой первой гармоники И, равной входным сигналам, и частотой fp-f. Высшие гармоники в таком сигнале присутствуют толнко начина  с частоты 3fo-ftt, а их амплитуда не больше - , где п - номер гармоники, 3fo-fn Поскольку начина  с номера частоты fj) и f достаточно близки, амплитуда высших гармоник мала и легко отфильтруетс  фильтром 12 низкой частоты. На выходе фильтра 12 формируетс  сигнал частотой , из которого формируетс  импульс старта временного интервала. На информационные входы ключей 14-17 поступают синусоидальные сигналы с выходов датчика, сдвинутые один относительно другого на четверть периода питающей частоты. На управл ющие входы ключей 14-17 подаютс  короткие импульсы, следующие с частотой fл, близкой к частоте f, также сдвинутые один относительно другого на четверть периода. В точке соединени  ключей 14-17 сигнал представл ет собой ступенчатую синусоиду. . Перва  гармоника этого сигнала имеет частоту , т.е. происходит преобразование частоты входного сигнала . Высщие гармоники в таком сигнале присутствуют с частотами выше (5fp-f). Амплитуда гармоник с такиочень мала и равна ми частотами где п - номер гармоники, 5fo-fn Поэ.тому выечина  с номера шие гармоники в ступенчатом синусоидальном сигнале легко уничтожаютс  фильтром 20 низкой частоты, и на его выходе имеем синусоидальный сигнал частотой fp-f{j фаза которого относительно синусоидального сигнала на выходе фильтра 12 пр мо пропорциональна углу поворота датчика 6, Этот сигнал используетс  дл  формировани  стопового импульса времен3

ного интервала. Если в сигналах выходных обмоток датчика присутствует составл юща  с обратно вращающейс  фазой, то на входе фильтра 20 низкой частоты она имеет вид балансно-модулированного сигнала с частотой 2fp, который легко фильтруетс  этим фильтром.

Таким образом, на выходе фильтра низкой частоты обратно вращающа с  составл юща , вызванна  неравенством питающих датчик синусоидальных напр жений или их неортогональностью , а также неортогональностью входных обмоток датчика, практически полностью уничтожаетс . Полезный сигнал выходных обмоток датчика с пр мо вращающейс  фазой полностью передаетс  на выход фильтра, однако на более низкой частоте. Преобразование частоты дает возможность увеличить разрешающую способность преобразовател .

Если в питаюпдих датчики напр жени х имеютс  высшие гармоники, то на выходе датчика они также присутствуют , причем пр мо вращающиес  составл ющие эти гармоник, как и в случае первой гармоники, сдвинуты

на друг относительно друга, а составл ющие с обратно вращающейс  фазой - на - 4 . При этом пр мо вращающа с  составл юща  третьей гармоники на входе фильтра 20 низкой частоты представл ет собой балансномодулированный сигнал частотой 2fe и на выходе фильтра 20 уничтожаетс ,

66307,4

Обратно вращающа с  составл юща  третьей гармоники проходит на вход фильтра с частотой 3(f0-f). Дл  п той гармоники выходных сигналов датчика уничтожаетс  обратно вращающа с  составл юща . Все четные гармоники на выходе фильтра уничтожаютс  .

Следовательно, погрешности от 10 неперпендикул рности входных обмоток датчика и питающих его напр жений , а также неравенства их амплитуд в данном преобразователе малы и имеют второй пор док малости.

15 ,,.

В гетеродинном канале вместо сложного источника квадратурного напр жени , требующего подбора элементов и настройки, используетс  цифровой

20 двоичный двухразр дный дешифратор, не требующий настройки, преобразо ватели-модул Торы частоты, содержащие сложные аналоговые устройства и много навесных элементов, требующие точной настройки, используемые в известном преобразователе,, заменены в предлагаемом двум  сборкамианалоговых ключей со средним бь1стродействием и двум  запоминающими

0 элементами (конденсаторами), не требующими никакой настройки. В частности , ключи 7, 8, 14, 16 и 17 могут входит в состав двухканального мультиплексора (например, 561КП1). В этом случае в него входит и дешифратор 5, т.е. ключи 14, 15, 16, 17, 7, 8 и дешифратор 5 вход т в состав одной цифроаналоговой микро- схемы.

Г 2

Claims (1)

1. \ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ^ содержащий генератор импульсов, выход которого через первый делитель частоты подключен к входу источника синусоидального квадратурного напряжения, выходы которого подключены к входам синусно-косинусного датчика, первый фильтр низкой частоты, выход которого через первый компаратор подключен к первому входу формирователя временного интервала, выход генератора импульсов подключен к входу второго делителя частоты, второй фильтр низкой частоты, выход которого через второй компаратор подключен к второму входу , формирователя временного интервала, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены два фазоинвертора, шесть ключей, два запоминающих элемента и дешифратор, входы которого соединены с выходами второго делителя частоты, первый и второй выхода дешифратора подключены к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого ключей, а третий и чет-, вертый выходы - к управляющим входам пятого и шестого ключей, выходы источника синусоидального Квадратурного напряжения подключены к информационным входам первого и второго ключей, выхода которых объединены и подключены к входам первого запоминающего элемента и второго фильтра низкой частоты, первый выход сияусг но-косинусного датчика подключен к информационному входу третьего ключа и через первый фаэоинвертор к информационному входу пятого клоча, второй выход'синусно—косинусного дат-: чика подключен к информационному входу шестого ключа, выхода третьего, четвертого, пятого и шестого ключей объединены и подключены к ,входам второго запоминающего элемента и первого фильтра низкой частоты .