SU1272509A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в фазовых системах программного управлени . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  преобразовател . Дл  этого в преобразователь, содержащий генератор импульсов, формирователь тактовых импульсов, источник питани , фазовращатель, три формировател  импульсов , три триггера, три синхронизатора , три элемента И, п ть делителей частоты, комбинацион}1ый сумматор, элемент ИЛИ, два одновибратора, счетчик , регистр, первый коммутатор, введены три делител  частоты и второй коммутатор. Поставленна  цель достигаетс  за счет уменьшени  временной дискретности отсчетов при измерении скорости изменени  угла поворота с В вала в код. 2 ил.

Description

Из.обретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в фазовых системах программного управлени . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  преобразовател . На фиг. 1.представлена функциональна  схема преобразовател  угла поворота вала в код; на фиг, 2 диаграммы , по сн ющие работу преобразовател  „ Преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 питани  фазовращатель 2, делители 3-6 частоты , коммутатор 7, состо щий из переключателей 7,1-7.2, одновибраторы 8 и 9, счетчик 10, регистр 11, формирователи 12-14 импульсов (опорного и измерительного сигналов), триггеры 15-17, синхронизаторы 18-20, элементы И 21-23, делители 24-26 частоты, комбинационный сумматор 27, делител 28 частоты, элемент ИЛИ 29, генератор 30 импульсов, формирователь 31 тактовых импульсов, коммутатор 32, состо щий из переключателей 32.132 .4, комбинационный сумматор 27 имеет выходы 33 и 34 Перенос и Сумма соответственно. Преобразователь работает следующим образом. От источника 1 питани  подаетс  синусоидальное напр жение (фиг. За) на фазовращатель 2. Сигналы с выход формирователей 12-14 (фиг. 2в, гид поступают на входы триггеров 15-17. При установке коммутатора 7 и 32 в положение I преобразователь работ ет в режиме преобразовани  угла поворота вала в код. При этом формиро ватель 31 тактовых импульсов формирует две последовательности чередую щихс  тактовых импульсов, длительность которых равна длительности им пульсов с соответствующего выхода генератора 30, а частота на его выходах равна частота первой и второй последовательности так товых импульсов; частота генератора 30 импульсов. Частота генератора 30 импульсов коэффициент делени  делителей 24-26 9 при заданной частоте опорного сигнаа источника 1 питани  выбираетс  исход  из требуемой дискретности преобразовани  Фазы из соотношени  - I.LtUNN где N - коэффициент делени  делителей 24-26; fpi. - частота опорного сигнала источника 1 питани . Сигнал с выхода элемента И 21 (фиг. 2е) подаетс  на вычитающий вход счетчика 10. Сигналы с элементов И 22 и 23 (фиг. 2 ж и з) подаютс  на суммирующие входы комбинационного сумматора 27. Сигнал с выхода 34 подаетс  на элемент ИЛИ 29 через делитель 28 частоты, имеющий коэффициент делени  2, а с выхода 33 непосредственно . Результирующий сигнал с выхода элемента ИЛИ 29 (фиг. 2 и) подаетс  на суммирующий вход счетчика 10 и представл ет собой последовательность пачек отсчетных импульсов, следующих одна за другой при частоте импульсов в пачках, равной Сигнал с выхода делител  24 (фиг. 2 к) через коммутатор 7 и одновибратор 8 подаетс  на регистр 11. При неподвижном вале фазовращател  2 (фиг. 2 б) при любом его положении количество импульсов, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика 10, одинаково и результат отсчета, который переписываетс  в регистр 11 за каждый период следовани  импульсов с одновибратора 8 (фиг. 2 к), не измен етс . При повороте вала фазовращател  2 (фиг. 2 б) соответствующему отставанию фазы, например uq, , в сигнале с выхода элемента ИЛИ 29 (фиг. 2 и) этому изменению фазы соответствует отсутствие импульсов, и на суммирующий вход счетчика 10 поступает меньшее количество импульсов, чем на его вычитающий вход. Результат отсчета , переписываемый врегистр 11, соответствует изменению фазы uq, со знаком минус. При повороте вала фазовращател  2 соответствующему опережению фазы, например дс , в сигнале с элемента ИЛИ 29 этому изменению фазы соответствует двойное количество импульсов (фиг, 2 и) ,и на суммирующий вход счетчика 10 импульсов поступает большее количество импульсов, чем на его вычитающий. Результат отсчета, переписываемый в регистр 11, соответствует изменению фазы йу со знаком плюс. Как следует из временных диаграмм, при изменении измерительного сигнала относительно опорного на 2 IT рад в регистре 11 устанавливаетс  число, равное коэффициенту делени  делителей 24-26.

Изменению числа в регистре на 1 соответствует поворот фазовращател  2 на дискрету угла , равную

2

N где Р - число пар полюсов фазовраща- 20 тел  2. При повороте вала фазовращател  2 на угол± m в счетчике 10 накапливаетс  число25 ,, которое с частотой сигнала с выхода одновибратора 8 переписываетс  с соответствующим знаком в регистр 11 где m - количество оборотов вала фазовращател  2. В положении II коммутаторов 7 и 32 преобразователь работает в режиме преобразовани  скорости угла поворот вала в код. При этом частота генератора 30 импульсов с другого выхода и коэффициент делени  делителей 3-5 при выбранных значени х foj. и дискретности преобразовани  фазы А , . „ 27 равной --, определ етс  из соотношеfxi .W - fxM.yi fiXC 2 f NN, N-N, 2NN, где N, - коэффициент делени  делителей 3-5, определ ющий временную дискретность отсчета скорости угла поворота, выбираетс  исход  из требуемо временной дискретности отсчета скорости угла поворота из соотношени  foe

где N - коэффициент делени  делител  6.

В этом случае сигнал с выхода элемента И 21, поступающий на вычитающий вход счетчика 10 (фиг. 2 е), представл ет собой пачки импульсов с частотой следовани  импульсов в пачках , равной f-,M,r J а сигнал с выхода элемента ИЛИ 29, поступающий на суммирующий вход счетчика 10, - последовательность пачек отсчетных импульсов (фиг. 2 и) при частоте импульсов в пачках, равной . Последовательность импульсов с выхода делител  3 частоты, равна  f,. , подаетс  на вход делител  6 частоты. Частота сигнала на его выходе равна N, или t отс Импульсы с выхода делител  6 частоты через переключатель 7.1 и одновибратор 8 циклически с частотой. равной f ;, переписывает результат отсчета из счетчика 10 в регистр 1 1 и через одновибратор 9 и переключатель 7.2 (фиг. 2 л) обеспечивает сброс счетчика 10 в ноль, обеспечива  следующий цикл измерени . Импульсы с одновибраторов 8 и 9 занимaюt промежуток времени между тактовыми импульсами. Частота на выходе фазовращател  2 равна f foe i uf. где Af - девиаци  частоты на выходе фазовращател  2, св занна  со скоростью угла вала фазовращател  2 соотношением п |, где п - количество оборотов вала фазовращател  2, с. При любом положении вала фйзовращател  2, при п О uf О, тогда f fpj. и количество импульсов пачек с элементов И 21 и ИЛИ 29, поступающих на вычитающий и суммирующий входы счетчика 10 за каждый период отсчета сигнала с одновибратора 8, равно нулю. Результат отсчета, переписываемый из счетчика 10 в регистр S 11, также равен нулю. При вращении вала фазовращател  2 в сторону отставани  фазы &qi| или опережени  фазы ftif (фиг. 2 и) примем , час тота на выходе фазовращател  становитс  равной f f.,., f i f ив счет чике 10 за каждый цикл измерени  -- накапливаетс  число ., fufN 2in. 2 Это означает, что число, переписываемое из счетчика 10 в регистр 1 за врем  t равно скорости угл поворота фазовращател  2 с дискрет2 Г костью отсчета , равной --. При соответствующем выборе коэффициента N - делени  N, и N частота от счета скорости угла поворота вала может быть изменена от 1Гц до fo,-. Максимальное значение девиации частоты if f(n) в предлагаемом преобразователе определ етс  из выраже ни  максимальной угловой скорости преобразовател , равной Таким образом, преобразователь п вол ет производить отсчет скорости только в установившемс  режиме, но в режимах разгона и торможени , про должительность которых менее 1 с. ормула изобретени  Преобразователь угла поворота ва ла в код, содержащий источник питани , подключенный к входу первого формировател  импульсов и входу фазовращател , выход которого подключен к входам второго и третьего фор мирователей импульсов, выходы перво го, второго и третьего формирователей импульсов соединены соответстве но с первыми входами первого, второ го и третьего триггеров, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого, второго и тре тьего синхронизаторов, выходы которы 09 сое;;инены с первыми входами соответственно второго и третьего элементо И, выходы которых соединены с входами соответственно первого, второго и третьего делителей частоты, выход первого элемента И соединен с первым входом счетчика, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами комбинационного сумматора, первый выход которого соединен через четвертый делитель частоты с первым входом элемента ИЛИ, а второй выход с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход п того делител  частоты соединен с первым неподвижным контактом первого переключател  первого коммутатора, подвижный контакт первого переключател  которого соединен через первый одновибратор с управл ющим входом регистра и входом второго одновибратора, выход которого соединен с подвижным контактом второго переключател  первого коммутатора , неподвижный контакт которого соединен с третьим входом счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого  вл ютс  выходами преобразовател , формирователь тактовых импульсов , первый выход которого соединен с вторыми входами первого сумматора синхронизатора, второго и третьего элементов И, второй выход соединен с вторыми входами первого элемента И, второго и третьего синхронизаторов , и генератор импульсов, отличающийс  тем, что, с целью .повышени  быстродействи  преобразовател , в него введены три делител  частоты, второй коммутатор, выполненный в виде четырех переключателей , выход первого делител  частоты соединен с первым неподвижным контактом первого переключател  второго коммутатора и через шестой делитель частоты - с входом п того делител  частоты и вторым неподвижным контактом первого переключател  второго коммутатора, выходы второго и третьего делител  частоты соединены с первыми неподвижными контактами соответственно второго и третьего переключателей второго коммутатора и через соответственно седьмой и восьмой делители частоты - с вторыми неподвижными контактами второго и

71

третьего коммутаторов, второй вход первого триггера соединен с подвижным контактом первого переключател  второго коммутатора и вторым неподвижным контактом первого переключател  первого коммутатора, подвижные контакты второго и третьего переключателей второго коммутатора соединены с вторыми входами соответственно второго и третьего триггеров, непод725098

вижные контакты четвертого перекЛючател  второго коммутатора соединены с выходами генер-атора импульсов, а ггодвижный контакт четвертого пере5 ключател  второго коммутатора тактовых импульсов соединен с входом формировател  тактовых импульсов, вход управлени  второго коммутатора соединен с входом управлени  первого 10 коммутатора.

v-foe

. r- /уг i

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питания, подключенный к входу первого формирователя импульсов и входу фазовращателя, выход которого подключен к входам второго и третьего формирователей импульсов, выходы первого, второго и третьего формирователей импульсов соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего триггеров, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего синхронизаторов, выходы которых соединены с первыми входами соответ^ ственно второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с входами соответственно первого, второго 5 и третьего делителей частоты, выход первого элемента И соединен с первым входом счетчика, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами 10 комбинационного сумматора, первый выход которого соединен через четвертый делитель частоты с первым входом элемента ИЛИ, а второй выход с вторым входом элемента ИЛИ, выход 15 которого соединен с вторым входом счетчика, выход пятого делителя частоты соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя первого коммутатора, подвижный контакт 20 первого переключателя которого соединен через первый одновибратор с управляющим входом регистра и входом второго одновибратора, выход которого соединен с подвижным контактом вто25 рого переключателя первого коммутатора, неподвижный контакт которого соединен с третьим входом счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выходы

   30 которого являются выходами преобразователя, формирователь тактовых импульсов , первый выход которого соединен с вторыми входами первого сумматора синхронизатора, второго и третьего элементов И, второй выход соединен с вторыми входами первого элемента И, второго и третьего синхронизаторов, и генератор импульсов, отличающийся тем, что, с

   40 целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены три делителя частоты, второй коммутатор, выполненный в виде четырех переключателей, выход первого делителя частоты

   45 соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя второго коммутатора и через шестой делитель частоты - с входом пятого делителя частоты и вторым неподвижным контак50 том первого переключателя второго коммутатора, выходы второго и третьего делителя частоты соединены с первыми неподвижными контактами соответственно второго и третьего переключателей второго коммутатора и через соответственно седьмой и восьмой делители частоты - с вторыми неподвижными контактами второго и

   7 12

   Третьего коммутаторов, второй вход первого триггера соединен с подвижным контактом первого переключателя второго коммутатора и вторым неподвижным контактом первого переключателя первого коммутатора, подвижные контакты второго и третьего переключателей второго коммутатора соединены с вторыми входами соответственно второго и третьего триггеров, непод72509 8 вижные контакты четвертого переключателя второго коммутатора соединены с выходами генератора импульсов, а подвижный контакт четвертого пере5 ключателя второго коммутатора тактовых импульсов соединен с входом формирователя тактовых импульсов, вход управления второго коммутатора соединен с входом управления первого 10 коммутатора.

   Фиг. 1

   I 272509

   Фиг. 2 ' Редактор Л, Гратилло