SU1297227A1 - Shaft angle-to-digital converter - Google Patents
Shaft angle-to-digital converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1297227A1 SU1297227A1 SU853968457A SU3968457A SU1297227A1 SU 1297227 A1 SU1297227 A1 SU 1297227A1 SU 853968457 A SU853968457 A SU 853968457A SU 3968457 A SU3968457 A SU 3968457A SU 1297227 A1 SU1297227 A1 SU 1297227A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- converter
- analog
- accumulating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством, в частности в преобразовател х угловых и линейных перемещений в код. Цель изобретени - повьшение точности - достигаетс тем, что в преобразователь перемещени , содержащий синусно-косинусный датчик, аналого- гдафровой преобразователь, накапливающие сумматоры, элемент ИЛИ, генератор тактовых импульсов, триггер и элемент И, введены второй аналого- цифровой преобразователь, три линии задержки, формирователь :импульсов, дешифратор и счетчик. Введение второго аналого-цифрового преобразовател , осуществл ющего преобразование электрического напр жени в параллельный обратный двоичньй код, старший разр д которого несет информацию о знаке входного напр жени совокупности с допо лнительными узлами счетчиком импульсов, лини Q задержки позволило исключить из состава преобразовател узлы, оперируюище аналоговыми сигналами низкого уровн - определитель октантов и аналотовый коммутатор. Структурное построение преобразовател позволило перейти к численному решению системы дифференциальных уравнений безусловно-устойчивой разностной схемой.1 ил. (О ППЯЖ. ГО -q го tO.The invention relates to the field of automation and computer technology and can be used to connect analog information sources with a digital computing device, in particular, in converters of angular and linear movements into code. The purpose of the invention is to increase the accuracy by achieving the fact that a second analog-to-digital converter, three delay lines are inserted into a displacement transducer containing a sine-cosine sensor, an analog-digital converter, accumulating adders, an OR element, a clock generator, a trigger and an AND element. , driver: pulses, decoder and counter. The introduction of a second analog-to-digital converter, which converts electrical voltage into a parallel reverse binary code, the most significant bit of which carries information about the sign of the input voltage together with additional nodes with a pulse counter, the Q delay line allowed to exclude nodes from the converter. low level signals - octant determiner and analog switch. Structural construction of the converter allowed us to proceed to the numerical solution of the system of differential equations by an unconditionally stable difference scheme. 1 ill. (ABOUT PYAG. GO -q th tO.
Description
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством, в частности в преобразовател х угловых перемещений в код.The invention relates to automation and computer technology and can be used to connect analog information sources with a digital computing device, in particular, in converters of angular movements into code.
изобретени вл етс повышение точности преобразовани . the invention is to improve the accuracy of the conversion.
На чертеже представлена структурна схема преобразовател .The drawing shows a block diagram of the converter.
Преобразователь содержит синусно- косинусньй датчик 1 угла, первьш 2 и второй 3 аналого-цифровые преобразователи , первый и второй 5 накапливающие сумматоры, первую 6, вторую 7 и третью 8 линии задержки, формирователь 9 импульсов, дешифратор 10, элемент ИЖ 11, генератор 12 тактовых импульсов, триггер 13, элемент И 14, счетчик 15, управл юищй вход 16 преобразовател , шину 17 начальной установки.The converter contains sine-cosine angle sensor 1, first 2 and second 3 analog-digital converters, first and second 5 accumulating adders, first 6, second 7 and third 8 delay lines, driver 9 pulses, decoder 10, element IL 11, generator 12 clock pulses, trigger 13, element I 14, counter 15, control input 16 of the converter, bus 17 of the initial installation.
Принцип действи преобразовател основан на численном решении системы дифференциальных уравненийThe principle of operation of the converter is based on the numerical solution of a system of differential equations.
Y (t) TX(t) X (t) 4Y(t)Y (t) TX (t) X (t) 4Y (t)
(1) 30(1) 30
где t - врем ,where t is the time
Т - константа, Y (t) иT is a constant, Y (t) and
Х (t) - производные по времени функций Y(t) и X(t).X (t) are time derivatives of functions Y (t) and X (t).
Начальные услови системы уравнений (1) задаютс следующими выражени ми: оThe initial conditions of the system of equations (1) are given by the following expressions:
Г У(0) Мз1псУГ У (0) Мз1псУ
1Х(0) Mcosd,1X (0) Mcosd,
(2)(2)
где о1 - величина, пропорциональна where o1 is a quantity proportional to
преобразуемому углу, причем начальные услови задаютс в виде выражени (2) дл любого значени ( , лежащего в пределахconvertible angle, with the initial conditions given as expression (2) for any value (lying within
О ABOUT
Система уравнени (1) эквивалентна дифференциальному уравнению второго пор дкаThe system of equations (1) is equivalent to a second order differential equation
Y(t) + Y(t) ОY (t) + Y (t) O
(3)(3)
Решение уравнени (3) имеет видThe solution to equation (3) is
Y(t) /х ЧО) + Y (O) sin()Y (t) / х ЧО) + Y (O) sin ()
(4)(four)
откуда следует, что наименьшее положительное значение аргумента t, при котором функци Y(t) измен ет знак с минуса на плюс,- удовлетвор ет условиюwhence it follows that the smallest positive value of the argument t, at which the function Y (t) changes its sign from minus to plus, satisfies the condition
% -f oL 2Я,% -f oL 2Y,
(5)(five)
а следовательноand consequently
1515
t 2-К -dlt 2-k -dl
(6) (6)
Времена задержек 1 соответственно первой, второй и третьей 20 линий задержек должны удовлетвор ть следующим услови м:The delay times 1, respectively, of the first, second and third 20 delay lines must satisfy the following conditions:
,Сдцп,, Sdp,
СМ 9CM 9
00
5five
00
где twhere t
липlimes
t о смt o see
Т T
максимальное врем преобразовани АЦП, максргмальное врем установлени кода в накапливающем сумматоре; период тактовых .импульсов .the maximum conversion time of the ADC, the maximum time for setting the code in the accumulating adder; period of clock pulses.
Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.
В исходном состо нии аналого-цифровые преобразователи 2 и 3 наход тс в состо нии готовности к запуску, а триггер 13 - в нулевом состо нии. Логический сигнал О поступает с выхода триггера 13 на второй вход элемента И 14, запреща прохождение импульсов с выхода генератора 12 5 тактовых импульсов на тактовые входы накапливающих сумматоров 4 и 5 и счетчика 15 импульсов.In the initial state, analog-to-digital converters 2 and 3 are in the ready-to-run state, and the trigger 13 is in the zero state. The logical signal About comes from the output of the trigger 13 to the second input element And 14, prohibiting the passage of pulses from the generator output 12 5 clock pulses to the clock inputs of accumulating adders 4 and 5 and the counter 15 pulses.
Положительный фронт пр моуголь- 0 ного и,мпульса запуска, поступающего на управл ющий вход преобразовател , запускает аналого-цифровые преобразователи 2 и 3, на выходах которых формируютс параллельные обратные 5 двоичные коды выходных напр жений си- нусно-косинусного датчика перемещени 15 равных соответственноThe positive front of a smooth 0 and a start-up pulse arriving at the control input of the converter triggers analog-to-digital converters 2 and 3, the outputs of which form parallel inverse 5 binary codes of the output voltage of the sinus-cosine displacement sensor 15 equal respectively
Msin оС и Mcos Msin OS and Mcos
3131
где cL - величина, пропорциональна where cL is a quantity proportional to
перемещению и лежаща в пределах О и oL 25Г, М - посто нньй коэффициент. Лоложительным фронтом пр моугольного импульса, поступающего с выхода первой линии задержки 6 на входы разрешени начальной установки первого 4 и второго 5 накапливаюнщх сумматоров и счетчика 15 и myльcoв, в первый 4 и второй 5 накапливающие сумматоры записываютс коды, поступающие соответственно с выходов первого 2 и второго 3 аналого-цифровых преобразователей на входы начальной установки накапливающих сумматоров, а в счетчик 15 импульсов записьшает- с двоичный код числа.displacement and lying within the limits of О and oL 25Г, М - constant coefficient. The positive edge of a rectangular pulse coming from the output of the first delay line 6 to the inputs of the resolution of the initial installation of the first 4 and second 5 accumulators of the adders and counter 15 and mykov in the first 4 and second 5 accumulating adders are recorded codes, respectively, coming from the outputs of the first and second 3 analog-to-digital converters to the inputs of the initial installation of accumulating adders, and in the counter 15 pulses are recorded with a binary code number.
NN
где m - натуральна константа.where m is a natural constant.
Код числа подаетс на вход начальной установки счетчика 15 и fflyль- сов. Если при записи выходного кода первого аналого-цифрового преобразовател 2 в первый накапливающий сумматор 4 логический сигнал на выходе старшего разр да первого накапливающего сумматора измен етс с 1 на О, на выходе формировател 9 импульсов формируетс положительный пр моугольный импульс, который через элемент ИЛИ 1.1 поступает на второй вход триггера 13, не измен состо ни триггера.The number code is fed to the input of the initial installation of the counter 15 and fflyas. If, when writing the output code of the first analog-digital converter 2 to the first accumulating adder 4, the logical signal at the high-order output of the first accumulating adder changes from 1 to O, a positive rectangular impulse is generated at the output of the impulse generator 9, which through the OR 1.1 element enters to the second input of the trigger 13, do not change the state of the trigger.
Поло5кительнь1й фронт импульса, поступающего с выхода второй линии задержки 7 на первый вход триггера 13, устанавливает триггер в единичное состо ние, разреша прохождение импульсов с выхода генератора 12 так- товьйс импульсов через элемент И 14 на тактовый вход 29 второго накапливающего сумматора 5, вход третьей линии задержки 8 и тактовый вход счетчика 15 импульсов.The polynomial front of the pulse coming from the output of the second delay line 7 to the first input of the trigger 13 sets the trigger to one, allowing the passage of pulses from the output of the generator 12 clock pulses through the AND 14 element to the clock input 29 of the second accumulating adder 5, the third input delay lines 8 and the clock input of the counter 15 pulses.
Дальнейша работа преобразовател описываетс системой разностных уравненийFurther operation of the converter is described by a system of difference equations.
X X
LH-IDLh-id
J уJ y
2 th-l2 th-l
Y Y
cn-i:cn-i:
XX
Lbl,Lbl
где Yj . и X. , - числа, записанные соответственно в первом и втором наг капливающих сумматорах после поступ972274where yj. and X., - the numbers recorded respectively in the first and second nag dripping adders after entering 972274
Ленин на их тактовые входы п импульсов (п 1, 2 5 .. .) ,Lenin at their clock inputs n pulses (n 1, 2 5 ...),
YT , и X, - числа, записанныеYT, and X, are numbers written
n-i п-о соответственно в первом и втором нас капливающих сумматорах после поступлени на их тактовые входы (п - 1) импульсов,n-i p-o, respectively, in the first and second us of the accumulating adders after receiving (- - 1) pulses at their clock inputs,
га - натуральное число, св занное с константой Т , вход щей в уравнеJO ни (1), и периодом Т тактовых импульсов следующим соотношениемha is a natural number associated with the constant T, which is included in the equation (1), and the period T of clock pulses by the following relation
m (9)m (9)
J5 Положительным фронтом импульса, поступающего с выхода элемента И 14 на тактовый вход второго накапливающего сумматора 5, во второй накапливающий сумматор записываетс текущее 20 значение переменной X, равное разности предьщущего значени переменной X и частного от делени предьщущего значени переменной Y на число 2. Положительным фронтом выходного 25 импульса третьей линии задержки 8,, поступающего на тактовый вход первого накапливающего сумматора 4, в первый накапливающий сумматор запи- .;Сываетс текущее значение переменной- 0 Y, равное сумме предьщущего значени переменной Y и частного от делени текущего значени переменной X на число 2. Операци делени числа, представленного в обратном двоичном 35 коде, на число 2 замен етс эквивалентной операцией сдвига кода, делимого на m разр дов вправо. С этой целью выход (L - т) старших разр дов второго накапливающего 0 сумматоров соединен с входом (L - т) млaдшlix разр дов первого накапливающего сумматора 4, а инверсный выход (L - т) старших разр дов первого накапливающего сумматора 4 (инверси 45 всех разр дов кода числа, представленного в обратном двоичном коде, измен ет знак на противоположный) соединен с входом (L - т) младших разр дов второго накапливающего сум- 50 матора 5.J5 The positive edge of the pulse coming from the output of the element 14 at the clock input of the second accumulating adder 5, the second accumulating adder records the current 20 value of the variable X equal to the difference between the previous value of the variable X and the particular from dividing the previous value of the variable Y by the number 2. Positive front the output 25 pulse of the third delay line 8, arriving at the clock input of the first accumulating adder 4, to the first accumulating adder is recorded; the current value of the variable, 0 Y, equals It is the sum of the previous value of the variable Y and the quotient of the current value of the variable X by the number 2. The operation of dividing the number represented in the reverse binary 35 code by the number 2 is replaced by the equivalent operation of the code divided by m bits to the right. To this end, the output (L - m) of the higher bits of the second accumulating 0 adders is connected to the input (L - t) of slides of the bits of the first accumulating adder 4, and the inverse output (L - m) of the higher bits of the first accumulating adder 4 (inversion 45 of all bits of the code of the number represented in the reverse binary code changes the sign to the opposite one) is connected to the input (L - m) of the lower bits of the second accumulating sum 50 of the matrix 5.
Тактовые импульсы поступают на тактовые входы накапливающих сумматоров 4 и 5 до тех пор, пока знак переменной Y не изменитс с минуса на плюс, т.е. пока значение старшего разр да кода, записанного в первом накапливающем сумматоре 4, не изменитс с единицы на нуль. По отрицательному фронту импульса, поступающего с выхода старшего разр да первого накапливающего сумматора 4 .на вход формировател импульсов 9, на выходе формировател формируетс короткий (по сравнению с периодом тактовых импульсов) пр моугольньш положительный импульс, который через элемент ИЛИ 11 поступает на второй вход триггера 13, сбрасьша триггер в нулевое состо ние, что приводит к запрету прохождени тактовых импульсов с выхода генератора 12 тактовых импульсов на выход элемента И 14. Отрицательный фронт импульса, поступающего с выхода триггера 13 на управл ющий выход преобразовател , вл етс сигналом Конец преобразовани .The clock pulses arrive at the clock inputs of accumulating adders 4 and 5 until the sign of the variable Y changes from minus to plus, i.e. until the value of the high bit of the code written in the first accumulating adder 4 is changed from one to zero. On the negative front of the pulse coming from the high bit output of the first accumulating adder 4. To the pulse shaper 9 input, a short (compared with the period of clock pulses) square positive pulse is formed at the shaper output and through the OR 11 element goes to the second trigger input 13, resetting the trigger to the zero state, which leads to the prohibition of the passage of clock pulses from the generator output 12 clock pulses to the output of the And 14 element. The negative edge of the pulse coming from Exit trigger 13 to control the output transducer, is a signal conversion End.
Число импульсов, поступивпих за врем преобразовани на тактовый вход счетчика 15 импульсов, равноThe number of pulses received during the conversion to the clock input of the counter 15 pulses is equal to
. , . ,
ТT
где t - врем преобразовани , определ емое выражением (6). Хаким образом, N 2Г - - where t is the conversion time defined by expression (6). Hakim way, N 2G - -
Поскольку при начальной установке в счетчик 15 импульсов было записано число NO, определ емое выражением (7), а счетчик в процессе преобразовани работает в режиме вычитани , по окончании преобразовани на выход преобразовател поступает двоичиьй код числаSince during the initial installation the number of NOs determined by the expression (7) was written to the pulse counter 15, and the counter operates in the subtraction mode during the conversion process, after the conversion is completed, the converter receives the binary code of the number
NN
ОABOUT
-.-.
N N ( ) 2N N () 2
т.е. эсдачение кода на выходе преобразовател пропорционально преобразуемому перемещению.those. The code translation at the output of the converter is proportional to the translatable motion.
Дешифратор, 10 предназначен дл установки преобразовател в исходное состо ние при обнулении счета 15 импульсов о Когда на выходе счетчика 15 импульсов устанавливаетс код нул , на выходе дешифратора формируетс положительный импульс, котчзрый через элемент ИЖ 11 поступает на второй вход триггера 13, сбрасыва триггер в нулевое состо ние.The decoder, 10 is designed to set the converter to its original state when zeroing the count of 15 pulses. When the zero code is set at the output of the pulse counter 15, a positive pulse is generated at the output of the decoder, the positive pulse is fed through the IL 11 element to the second trigger input 13, resetting the trigger to zero condition.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853968457A SU1297227A1 (en) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | Shaft angle-to-digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853968457A SU1297227A1 (en) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | Shaft angle-to-digital converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1297227A1 true SU1297227A1 (en) | 1987-03-15 |
Family
ID=21202377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853968457A SU1297227A1 (en) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | Shaft angle-to-digital converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1297227A1 (en) |
-
1985
- 1985-10-24 SU SU853968457A patent/SU1297227A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1126986, кл. G 08 С 9/00, 1984. Авторское свидетельство ССРСР . № 875421, кл. G 08 С 9/04, 1981. Авторское свидетельство СССР № 1080174, кл. G 08 С 9/00, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1297227A1 (en) | Shaft angle-to-digital converter | |
KR840004337A (en) | PCM signal encoder | |
SU750535A1 (en) | Multichannel voltage-to-code converter | |
SU666540A1 (en) | Device for computing functions : y equals e raised to the x power | |
SU1368994A1 (en) | Binary-to-binary-decimal code converter | |
SU676985A1 (en) | Information input arrangement | |
SU951694A1 (en) | Device for measuring analog values with automatic scaling | |
SU898609A1 (en) | Voltage-to-code converter with dynamic error correction | |
SU1075398A1 (en) | Digital/analog converter | |
SU1298920A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU1270776A1 (en) | Analog-digital function generator | |
SU661782A1 (en) | A-d converter | |
RU2240650C1 (en) | Shaft angle-of-turn to code converter | |
SU1345350A1 (en) | Device for varying binary code sequence | |
SU875623A1 (en) | Cyclic analogue-digital converter | |
SU748477A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU750480A1 (en) | Device for comparing numbers with tolerances | |
SU849130A1 (en) | Time interval to code converter | |
SU758510A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU1264170A1 (en) | Differentiating device | |
SU377840A1 (en) | MULTIPLE ACCOUNT CONVERTING ANGLE-CODE | |
SU1734213A1 (en) | Device for detecting error | |
RU2240651C1 (en) | Shaft angle-of-turn to code converter | |
SU711586A1 (en) | Differentiating device | |
SU780184A1 (en) | Follow-up analogue-digital converter |