SU1569984A1

SU1569984A1 - Преобразователь угол-код

Info

Publication number: SU1569984A1
Application number: SU884388257A
Authority: SU
Inventors: Игорь Михайлович Федоров
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1990-06-07

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл аналого-цифрового преобразовани угловых величин. Цель изобретени - расширение области применени преобразовател за счет возможности запоминани максимального и минимального значений угла. Цель достигаетс тем, что в преобразователь угол-код, содержащий блок формировани угловых меток, трехстабильный триггер, логический блок, сумматор и реверсивный счетчик, введены дополнительный реверсивный счетчик, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и И, а также переключатель. Введение дополнительных элементов позвол ет при вращении вала в заданном направлении осуществл ть накопление кодируемого углового перемещени . В момент смены знака угловой скорости выходной код преобразовател фиксируетс и начинает расти лишь после восстановлени первоначального направлени вращени и превышени суммарным углом поворота зафиксированного ранее значени . 4 ил.

Description

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл аналого-цифрового преобразовани угловых величин, где требуетс запоминание максимальных и минимальных значений угла.

Цель изобретени - расширение области применени преобразовател за счет возможности запоминани максимального и минимального значений угла .

На фиг. 1 изображена структурна схема преобразовател ; на фиг. 2 и 3 - структурные схемы формировател угловых меток, трехстабильного триггера и логического блока; на фиг. 4 - вре менные диаграммы, по сн ющие работу преобразовател .

Преобразователь содержит блок 1 формировани угловых меток, трехста- бильный триггер 2, логический блок 3 сумматор 4, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, первый реверсивный счетчик 6, элементы И 7 и 8, переключатель 9 с выходами 10 и 11 и входами 12 и 13, содержащий инвертор 14 и элементы ИЛИ 15 и 16, второй реверсивный счетчик 17, выход 18 преобразовател , входы 19 и 20 преобразовател .

Блок 1 формировани угловых меток содержит герметизированные магнитоуп- равл емые контакты (ГМК) 21-23, поссл

05

со со

00 Јь

то нный магнит 24 с вектором 25 намагниченности , вал 26, выходы 27 блока . Трехстабильный триггер 2 содержит входы 28, элементы 2И-НЕ 29-31, ре- зисторы 32-34. Логический блок 3 содержит фильтры 35-37 нижних частот, элементы 2ИЛИ-НЕ 38-43, элементы ЗИЛИ-НЕ 44-45, RS-триггер 46, выход 47 и выходы 48. Сумматор 4 выполнен в виде элемента 2И-НЕ 49 с выходом 50.

Преобразователь работает следующим образоМо

Блок 1 содержит посто нный магнит 24 (фиг. 2) и три ГМК 21-23, оси кото рых лежат в одной плоскости под углом 120 друг к другу совместно с вектором 25 намагниченности посто нного магнита 24. Вал 26, угловые перемещени которого кодируютс , перпендику- л рен указанной плоскости и соединен с магнитом 24

Герметизированные контакты 21-23 нормально разомкнуты, каждый из них срабатывает при ортогональности век- тора 25 намагниченности магнита 24 и геометрической оси данного ГМК 21-23. Трехстабильный триггер 2 (фиг. 3) построен так, что в устойчивом состо нии на выходах двух его элементов 2К--НЕ 29-31 поддерживаетс высокий уровень напр жени , а на выходе третьего - низкий. При замыкании ГМК 21-23 нулевой потенциал устанавливаетс на выходе того элемента 2И-НЕ 29-3I, выход которого соединен через резистор 32-34 с данным контактом 21-23 о Вращение посто нного магнита 24 (фиг. 2) сопровождаетс поочередным замыканием ГМК 21-23, так что на выходах элементов 2И-НЕ 29-31 трех- стабильного триггера 2 по вл ютс им- пульсн е последовательности, представленные на эпюрах 51-53 (фиг. 4).

Перепады выходных напр жений трех- стабильного триггера 2 зат гиваютс с помощью фильтров 35-37 нижних частот (эпюры 54-56, фиг„ 4) и обрабатываютс элементами 2ИЛИ-НЕ 38-43 (фиг. 3). Эпюры выходных сигналов эле ментов 2ИЛИ-НЕ 38-43 приведены на фиг. 4 под номерами 57-62. Элемент ЗИЛИ-НЕ 45 объедин ет импульсные последовательности , формируемые элементами 2ИЛИ-НЕ 38,40 и 42 (эпюра 63,

фиг. 4), а элемент ЗИЛИ-НЕ 44 выполн ет аналогичную операцию с выходными сигналами элементов 39, 41 и 43 (эпюра 64, фиг о 4)„ Триггер 46 управл ет

„ Q

5 0

5 Q п , с ,,,

5

с по R- и S-входам потенциалами выходов элементов 44 и 45 и вырабатывает управл ющее напр жение (эпюра 65, фиг. 4), поступающее на соответствующий вход счетчика 6 (фиг0 1). К входу 12 переключател 9 (фиг. 1) подводитс импульсна последовательность (эпюра 66, фиг„ 4), получаема путем объединени выходных сигналов элементов 44 и 45 с помощью элемента 49 2И-НЕ„

Пусть, например, кодируетс максимальное значение угла, тогда на вход 19 устройства (фиг. 1) от внешнего источника подаетс высокий потенциал и счетчик 17 переводитс в режим суммировани . Оба счетчика 6, 17 при t 0 (фиг. 4) устанавливаютс в нулевое состо ние по R-входам. Если кодируемый угол при t t (фиг. 4) увеличиваетс , то на выходе логического блока 3 поддерживаетс высокий уровень напр жени (эпюра 65, фиг. 4), а элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 формирует низкий потенциал (эпюра 69, фиг. 4). Содержимое счетчика 6 равно нулю, поэтому элементы И 7 и 8, вырабатывают нулевые уровни напр жени (эпюры 70 и 71, фиг. 4). Переключатель 9 направл ет выходную импульсную последовательность сумматора 4 к счетному входу счетчика 17, содержимое N f7(t) которого монотонно возрастает (эпюра,

72,фиг. 4), в то врем как код Ns(t) счетчика 6 остаетс нулевым (эпюра

73,фиг. 4).

Пусть при t t1 углова скорость вала 26 (фиг 2) измен ет свой знак на противоположный. Это ведет к перераспределению выходных сигналов вентилей 38-43 в соответствии с эпюрами 57-62 (фиго 4) и срабатыванию RS-триг- гера 46, который переводит счетчик 6 в режим вычитани . Б этот момент времени элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 формирует положительный перепад напр жени (эпюра 69, фиг. 4) который проходит через элемент И 8 на вход 13 управле ни. переключател 9. В дальнейшем переключатель 9 направл ет последовательность счетных импульсов сумматора 4 к С-входу счетчика 6, снима ее с аналогичного входа счетчика 17, поэтому при t t , )N |7(t,)f a Nt(t) убывает (фиг. 4).

При восстанавливаетс первоначальное направление вращени вала 26, вновь срабатывает RS-триггер 46

и счетчик 6 переключаетс в режим суммировани . Импульсна последовательность сумматора 4 подводитс к С-входу счетчика 6 до момента его очищени при t t3, после чего переключатель 9 отключает выход сумматора 4 от счетного входа счетчика 6 и соедин ет его с входом счетчика 17. Дл Nf7(t) растет, a N(t)0

(фиг 4). В дальнейшем при повторных изменени х знака угловой скорости вала измерительна система работает аналогичным образом.

Величина N (7(t ) - код искомого максимального значени угла поворота (f(t) вала в положительном направлении к моменту времени , При d(//dt О этот код растет, при величина Nj7(t) посто нна и равна ее значе- нию в момент последнего изменени знака угловой скорости и достижени функцией if (t) максимума.

Кодирование минимального значени

99846

го блока, сумматор, первый реверсивный счетчик, знаковый вход которого соединен с первым выходом логического блока, отличающийс тем, что, с целью расширени области при- , менени за счет возможности фиксировани максимального и минимального значений угла, в него введены второй реверсивный счетчик, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И и переключа10

5

0

тель, первый и второй выходы которого подключены к счетным входам первого л второго реверсивных счетчиков соотве - ственно, а первый вход соединен с в ходом сумматора, входы которого подключены к второму и третьему выходам логического блока, знаковый второго реверсивного счетчика вл етс входом выбора знака запоминани и соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с знаковым входом первого реверсивного счетчика, а выход подклю

угла производитс аналогичным образом, 25 чен к первому входу первого элемента

однако в этом случае на вход 19 устройства подаетс сигнал низкого уровн .

Claims

Формула изобретени

Преобразователь угол-код, содержащий блок формировани угловых меток, выходы которого подключены к входам трехстабильного триггера, выходы которого подключены к входам логическо

И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход подключен к второму входу переключать л , входы установки первого и второго реверсивных счетчиков объединены и вл ютс входом установки преобразовател , выходы первого реверсивного счетчика подключены к входам второго элемента И, выходы второго реверсивного счетчика вл ютс выходами преобразовател .

27

W/