SU1534755A1 - Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов - 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  изменени  частоты питающего напр жени  на длительность выходных импульсов в преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник 1 переменного напр жени , фазовращатель 2, блок 3 преобразовани  сдвига фазы в длительность импульсов, введены ключ 4, блок 5 преобразовани  частоты в ток, интегрирующий элемент 6, источник 7 тока, операционный усилитель 8. Фазовращатель 2 формирует два пр моугольных сигнала, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол, пропорциональный углу α поворота вала фазовращател . Блок 3 формирует временной интервал, длительность которого пропорциональна произведению угла α поворота вала на длительность периода T переменного напр жени  источника 1. Блок 5 формирует посто нный ток, величина которого пропорциональна частоте K/T источника 1. Этот ток в течение длительности выходного импульса α T блока 3 интегрируетс  элементом 6. После окончани  выходного импульса блока 3 производитс  интегрирование в обратном направлении элементом 6 тока источника 7. В результате на выходе операционного усилител  8 формируетс  импульс, длительность которого зависит только от угла α и не зависит от частоты напр жени  источника 1. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

2

315347

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател  путем уменьшени  вли ни  изменени  частоты питающего напр жени  на длительность J выходных импульсов

На фиг, 1 приведена структурна  Схема преобразовател ; на фиг. 2 - структурна  схема блока преобразовани  сдвига фазы в длительность импуль -1 сов; на фиг. 3 - временна  диаграмма, по сн юща  работу устройства.

Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов содержит источник I переменного напр жени , 2 фазовращатель 2, блок 3 преобразова- Йи  сдвига фазы в длительность импульсов , ключ 4, блок 5 преобразовани  частоты в ток, интегрирующий элемент , выполненный на конденсаторе 6, Источник 7 тока, операционный усилитель 8, общую шину 9.

Блок 3 преобразовани  сдвига фазы в длительность импульсов (фиг.2) со- Держит формирователи 10 и 11 импуль с,ов, триггер 12, ключи 13-18.

Преобразователь работает следующим образом.

Источник 1 предназначен дл  питани  фазовращател  2 На выходах фазо-3 вращател  2 формируютс  два пр моугольных сигнала (фиг.3,а,б), сдвиг По фазе которых относительно друг дру- пропбрционзлен углу «Ј поворота ва- iia фазовращател  2. На выходе блока 3 4 формируетс  последовательность импульсов (фиг, 3,в), длительность Ј ЈT которых пропорциональна углуоЈ, В течение длительности Ј импульса на Управл ющем входе ключа 4 он раэмыка-4

ТГ

етс , и ток 1Г т с выхода блока 5

(фиг.3,г), пропорциональный частоте Ј направлени  источника 1, протекает через конденсатор 6 на инвертирующий 5 вход операционного усилител  8, при этом на его выходе устанавливаетс  така  величина отрицательного напр жени , при которой на его инвертирующем входе напр жение равно нулю (вир-5 туальный ноль)

По мере протекани  тока через конденсатор б происходит его зар д. Вели ,„ 3

чина напр жени  Ut между обкладками конденсатора 6 (фиг.З.д) оказываетс  пр мо пропорциональна длительности импульса с выхода блока 3 и величине

тока If - с выхода блока 5: .,

При этом на верхней обкладке конденсатора 6 по вл етс  положительное напр жение,

По заднему фронту импульса с выхода блока 3 происходит замыкание ключа 4 и верхн   обкладка конденсатора 6 оказываетс  подсоединенной к общей шне 9, а на нихней обкладке конденсатора 6 формируетс  отрицательный потенциал относительно „общей пины. Этот отрицательный потенциал прикладываетс  к инвертирующему входу операционного усилител  8, который входит в режим насыщени , и на его выходе формируетс  положительный потенциал (фиг.3,е), при этом на выходе источника 7 тока возникает ток разр да конденсатора 6, который протекает через замкнутый ключ 4, Врем  разр да конденсатора б пр мо пропорционально току 7 источника 7

Таким образом, при отсутствии инструментальных погрешностей врем  формировани  импульса положительной пол рности на выходе операционного усилител  8 (фиг.3,е) и выходе преобразовател  пр мо пропорционально углу ,&поворота вала независимо от часто- 1

ты Ј т источника 1 .

Влок преобразовани  сдвига фазы в длительность импульсов (фиг.2) работает следующим образом,

Пусть на входной шине формировател  10 напр жение пр моугольной формы опережает по фазе напр жение пр моугольной формы на входной шше формировател  11 н размыкает ключи 13 и 14, По переднему фронту входного импульса формирователь 10 формирует короткий импульс, который через ключ 16 устанавливает триггер 12 в единичное состо ние и на одном выходе блока 3 формируетс  знак угла поворота в виде единичного сигнала.) Ключ 17 размыкаетс . Входное напр жение формировател  10 поступает чераз замкнутые ключи 15 и 18 на другой выход блока 3.

В момент формировани  переднего фронта входного напр жени  формировател  I1 происходит размыкание ключей 15 и 16 и формируетс  задний фронт выходного импульса блока 3. Дпитель- ности выходного импульса блока 3 равна времени между передними фронтами входных импульсов блока 3,.

В следующий момент прихода перед- него фронта входного импульса формировател  10 его выходной импульс подтверждает предыдущее состо ние триггера 12, а выходной импульс блока 3 формируетс  аналогично рассмотрение- му.

В тех случа х, когда входное напр жение формировател  11 опережает входное напр жение формировател  10, импульсы с формировател  11 через ключ 13 устанавливают триггер 12 в нулевое состо ние. Ключ 18 размыкаетс  и .импульсы формируютс  на выходе блока 3 ключами 14 и 17, работающими аналогично рассмотренным.

Точность работы преобразовател  повышаетс  также за счет того, что в блоке 3 в формировании выходных импульсов не участвует триггер 12, обладающий нерегламентированными време- нами задержки. Триггер 12 работает только в моменты переключени  фазового сдвига между входными импульсами блока 3 через нулевое положение.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   I. Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник переменного напр же- ни , выход которого соединен с входом фазовращател ,.первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока преобразовани  сдвига фазы в длительность .импульсов, один выход которого  вл етс  первым выходом преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразо

   Q $

   0

   0

   0

   5

   вател , в него введены ключ, блок преобразовани  частоты в ток, интегрирующий элемент, источник тока и операционный усилитель, выход которого  вл етс  вторым выходом преоб- разовател и через источник тока соединен с собственным инвертирующим входом, первый выход фазовращател  через блок преобразовани  частоты в ток соединен с одним выводом ключа, который через интегрирующий элемент соединен с инвертирующим входом операционного усилител , неинвертирующий вход которого и другой вывод ключа соединены с общей шиной, а другой выход блока преобразовани  сдвига фазы в длительность импульсов соединен с управл ющим входом ключа.
2. 2. Преобразователь по п. отличающийс  тем, что блок преобразовани  сдвига фазы в длительность импульсов содержит два формировател  импульсов, шесть ключей и триггер, вход первого формировател  импульсов  вл етс  первым входом блока и соединен с управл ющими входами первого и второго ключей и информационным входом третьего ключа, вход второго формировател  импульсов  вл етс  вторым входом блока и соединен с управл ющими входами третьего и четвертого ключей и информационным входом второго ключа, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с информационными входами соответственно четвертого и первого ключей, выходы которых соединены с входами триггера, пр мой и инверсный выходы триггера соединены соответственно с управл ющими входами п того и шестого ключей, пр мой выход триггера  вл етс  одним выходом блока, выходы второго и третьего ключей соединены с информационными входами соответственно п того и шестого ключей , выход п того ключа  вл етс  другим выходом блока и соединен с выходом шестого ключа.

   Фиг.2