SU1410277A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано,дл  св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышени  точности путем уменьшени  вли ни  высших гармоник в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор 1 импульсов , делитель 2 частоты, формирователи 3 и 4 синусоидального напр жени , синусно-косинусный вращающийс  трансформатор (СКВТ)6, триггер 13, компаратор 14, элемент И 16, счетчик 20, введены регистр 5, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 7, делитель 8 напр жени , коммутатор 9, аналоговый 10 и цифровой 11 инверторы , дешифратор 12, элемент ИСКЛЮЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ 15, аналоговьй сумматор 17, элемент ИЛИ 18, реверсивный счетчик 19 и формирователь 21 синусоидального напр жени . Преобразователь работает в два цикла. В первом цикле формируетс  код N фазовым методом. Во втором цикле формируетс  поправка путем интегрировани  в АЦП 7 разности мезвду выходным сигналом СКВТ 6 и сигналом, сформированным формирователем 21 из кода N. Интегрирование производитс  с использованием весовой функции, сформированной дешифратором 12, инвертором 11 и коммутатором 9. В конце второго цикла преобразовани  поправка из АЦП 7 через элемент ИЛИ 18 вводитс  в реверсивный счетчик 19. 1 ил. i (Л

Description

1C

vj

Изобретение относитс  к автомати- :е и вычислительной технике и может ыть использовано дл  св зи аналого- )ых источников информации с цифровым (ычислительным устройством.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател  путем гменьшени  вли ни  высших гармоник.

На чертеже представлена структур- а  схема преобразовател .

Преобразователь содержит генера- ор 1 импульсов, делитель 2 частоты, юрмирователи 3 и 4 синусоидального апр жени , регистр 5, сннусо-косину ный вращанмцийс  трансформатор (СКВТ

, аналого-цифровой преобразователь АЦП) 7, делитель 8 напр жени , ком- утатор 9, аналоговый инвертор 10, нфровой инвертор 11, дешифратор 12, риггер 13, компаратор 14, элемент 5 ИСКЛЮЧАЮи1ЕЕ ИЛИ, элемент 16 И, гиалоговый сумматор 17, элемент 18 I-LTM, реверсивньй счетчик 19, счетчик

О, формирователь 21 синусоидального напр жени . Коммутатор 9 содержит 1;лючи 22-24. Делитель 8 напр жений состоит из последовательно включенных езисторов 25 и 26.

Преобразователь работает в два Цикла.

Во врем  первого цикла производитс  измерение угла поворота ротора СКВТ 6 фазовым методом. Во врем  второго - уточнение результата первого цикла путем исключени  вли ни  вто- 11ОЙ, третьей и кратных гармоник выходного сигнала СКВТб на результат преобразовани  , Определение величины тгточн ющей поправки производитс  пу- тем интегрировани  разности между пыходным сигналом СКВТб и сигналом, ;формированным по результату первого цикла. Интегрирование производитс  с использованием весовой функции спе- циальной формы. Длительность первого цикла равна usijf кратна периоду входного сигнала СКВТб, второго - не бо- jjiee двум периодам входного сигнала.

Формирование входных напр жений фкВТб производитс  при помощи формирователей 3 и 4, на выходе которых иырабатываютс  напр жени  синусоидальной формы с периодом Т, сдвинутые по «азе на 90. Управление формировате- л ми 3 и 4 производитс  от генератора импульсов и делител  2 частоты.

На выходной обмотке СКВТб формируетс  напр жение синусоидальной

формы с периодом Т, смещенное относительно одного из входных, прин тое за опорное, на угол if , соответствующий углу поворота / ротора.

Компаратор 14 формирует из выходного напр жени  СКВТ 6 импульсы пр моугольной формы, которые вместе с импульсами старшего разр да делител  2 поступают на входы элемента 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЖ. В течение одного периода опорного сигнала на выходе элемента 15 формируютс  два импульса длительность каждого из которых пр м пропорциональна i.

Регистр 5, управл емый выходными импульсами делител  2, формирует единичный сигнал в течение первого цикла . Передним фронтом этот сигнал приводит реверсивный счетчик 19 в исходное состо ние и дает разрешение на прохождение импульсов заполнени  от Генератора 1 через элемент 16 И на вход счетчика 19. Измерение длительности интервалов, пропорциональных cf , происходит путем заполнени  их счетными импульсами от генератора 1 с последующим подсчетом при помощи счетчика 19. Количество импульсов , поступающих на вход счетчика за врем  первого цикла, равно N.

Управление режимом работы реверсивного счетчика 19 производитс  при помощи триггера 13. На тактовый вход этого триггера поступают импульсы с выхода предпоследнего разр да де- :лител  2, а на информационный вход- выходной сигнал элемента 15. В случа отрицательной фазы выходного сигнала СКВТ 6 относительно опорного триггер 13 устанавливаетс  в состо ние iO и счетчик 19функционирует в режиме Iвычитани . В случае положительной |фазы триггер 13 устанавливаетс  в состо ние 1 и счетчик 19 начинает функционировать в режиме суммировани .

Выходной сигнал трансформатора ввиду искажений имеет в своем составе высшие гармоники.

В результате компаратор 14 фиксирует моменты перехода через О с погрешностью , вызванной присутствием высших гармоник. В счетчике 19 накапливаетс  результат N К tf, + с/ М, где d N - составл юща  результата измерени , определ ема  искажени ми выходного сигнала и завис ща  от

31

амплитуд и фазовых сдвигов высших гармонических составл ющих-.

Исключение этой составл ющей из результата измерени  существенно уменьшает погрешность измерени . Дл  этого в преобразователе по результату N формируетс  вспомогателный опорный синусоидальный сигнал U-, имеющий период Т, а фазовый

сдвиг cj ft-. Затем определ етс 

разность tf, . и величина N( 4 j-Cfj)K вычитаетс  из N, Эта операци  производитс  во врем  второго цикла измерени .

В начале второго цикла по спаду выходного сигнала регистра 5 счетчи 20 по входам предварительной установки устанавливаетс  в состо ние N. Счетчик 20 и формирователь 21 рботают в режиме дискретного фазо- сдвигател . Формирователь 21 нач ина генерировать сигнал синусоидальной формы с искажени ми, аналогичными вносимыми формировател ми 3, 4, и

N

С фазой cf. п-. К

Выходные напр жени  СКВТ 6 и формировател  21 поступают на входы сумматора 17, выполн ющего функцию вычитани . Выходной сигнал сумматора 17 поступает на вход АЦП 7, выпоненного по методу двухтактного интгрировани .

Длительность первого такта интегрировани  равна периоду опорного сигнала Т, интегрирование производитс  с учетом весовой функции, котора  реализуетс  при помощи коммтатора 9, инвертора 10, делител  8 напр жени  и дешифратора 12. Ключ 22 на интервале О-Т/2 подключает к входу делител  8 пр мой сигнал сумматора 17, а ключ 23 на интервале Т/2-Т - проинвертированный сигнал сумматора 17. Ключ 24, управл емый от дешифратора 12, на интервалах Т/6-Т/3 и 2/ЗТ-5/6Т устанавливает коэффициент делени  делител  8, равный 1, а на остальных интервалах - коэффициент делени , равный 2,

Запуск АЦП производитс  выходным сигналом счетчика 20 в момент изменени  состо ни  его старшего разр д

На вьтходе АЦП 7 формируетс  в виде числа импульсов код Ni

который пр мо пропорционален разности фаз между первой гармоникой выходного сигнала СКВТб и вспомогательным опорным сигналом с выхода формировател  21 , имеющим фазу (

Импульсы с выхода АЦП 7 че -i- К,

рез элемент 18 ИЛИ поступают на вход реверсивного счетчика 19, где происходит суммирование результатов пер- вого и второго циклов

М-,

к.

,-N,-- - + №- JN --. 1л,

В случае (что производитс  вы- бором коэффициента преобразовани  - If АЦП 7) N п- -, т.е. конечный резуль 1

I

тат не содержит составл ющих, опре- дел емых искажени ми, вносимыми СКВТб.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   0

   0

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов , выход которого подключен к входу делител  частоты и первому входу элемента И, выходы делител  частоты подключены к входам первого и второ- 5 го формирователей синусоидального напр жени , выходы которых подключены к входам синусо-косинусного вращающегос  трансформатора, выход которог о подключен к входу компаратора, счетчик , триггер, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены реверсивный счетчик, регистр, третий формирователь синусоидального напр жени , аналоговый сумматор, де- шифратор, аналого-цифровой преобразователь , делитель напр жени , коммутатор , аналоговый и цифровой инверторы , элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИЖ, выход старшего разр да делител  частоты подключен к входу регистра и к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу KOMnapatopa, а выход подключен к второму входу элемента И, к информационному входу триггера, тактовый вход триггера подключен к выходу предпоследнего

   5

   0

   5

   таршего разр да делител  частоты, а выход подключен к управл к цему входу реверсивного счетчика, выход регистра подключен к третьему входу элемена И, к устанорочному входу ревер- сивного счетчика и входу разрешени  счетчика, выходы элемента И и аналого цифрового преобразовател  через элеент ИЛИ подключены к счетному входу Йеверсивного счетчикаj выходы разр дов которого подключены к установочным входам счетчика, счетный вход цчетчика подключен к выходу генератора импульсов, а выходы разр дов счет- подключены к входам дешифратора

   третьего формировател  синусоидального напр жени , выход которого и вы- лод синусо-косинусного трансформатора подключены к входам аналогового

   сумматора, выход аналогового сумматора непосредственно и через аналоговый инвертор подключены соответственно к первому и второму информационным входам коммутатора, выход старшего разр да счетхшка подключен к первому управл ющему входу коммутатора и входу синхронизации аналого- цифрового преобразовател , а через цифровой инвертор подключен к второму управл ющему входу коммутатора, выход дешифратора подключен к третьему управл к цему входу коммутатора , первый выход коммутатора подключен к входу делител  напр жени  , выход которого соединен с вторым выходом коммутатора и подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразовател .