SU1649665A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управл ющих системах. С целью повышени  точно- сти в преобразователь, содержащий генератор 1 импульсов, формирователь , парафазных - сигналов, сумматор 3, блок 4 вычитани , синусно-косинус- ный вращающийс  трансформатор (GKBT) 5, фильтры 8 и 9, низкой частоты и преобразователь 10 фаза-код, введены квадраторы 5 и 7. Цель достигаетс  за счет более точного выполнени  операции умножени  на квадраторах . 1 ил.

Description

оэ

Ј СО О5 05

bi

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управл ющих системах.

Целью изобретени   вл етс  упрощение и повышение точности преобразовател .

На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого преобразовател 

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 импульсов , формирователь 2 парафазных сигналов, сумматор 3, блок 4 вычитани , синусно-косинусный вращающийс  транформатор (СКВТ) 5, квадраторы 6 и 7, фильтры 8 и 9 низкой частоты и преобразователь 10 фаза-код.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 формирует импульсы высокой (тактовой) частоты, которые поступают на тактовый вход преобразовател  10 и на вход формировател 

Формирователь 2 предназначен дл  формировани  квадратурных сигналов с частотами СО, и COg OH может содержать , например, два делител  часто-

ты, дел щие частоту тактовых импульсов до частот СО, и О2 , два фильтра ,, выдел ющих из пр моугольных импульсов с частотами СО, и СО первые гармоники, и два фазовращател , сдвигающих гармонические сигналы с частотами 03, и С02 по Фазе на . На первом, втором, третьем и четвертом выходах формировател  2 вырабатываютс  сигналы е,, ег, соответственно , определ емые уравнени ми:

е, EcosQit, е2 EcosWzt, е, EsintO,t, е4 EsinQjt, - амплитуда формируемых сигЕ

налов -у - текущее врем .

Сигналы е, и е поступают на входы сумматора 3, а сигналы е и е - соответственно на суммирующий и вычитающий входы блока 4. На выходах сумматора 3 и блока 4 формируютс  сигналы U и Ui}. соответственно, определ емые равенствами:

0

5

5

0

U, е, + ег E(cosCO,t + cos02t)j. U4 е3 - е4 E(sincO,t - sin(02t).

Эти сигналы используютс  дл  питани  обмоток возбуждени  СКВТ 5. В выгодной обмотке СКВТ 5 находитс  сигнал Uy, который с учетом параметров СКВТ 5 и линии св зи и преобразуемого угла поворота ротора СКВТ может быть записан в виде

U5 ЕК, cos to, t + Ц,- об) + + EK2cos(C02t +oi) ,

где Kf

и - коэффициенты передачи СКВТ 5 на частотах СО, и сог соответственно ,

М, и (|2- фазовые сдвиги, вносимые непосредственно СКВТ 5 и линией св зи на частотах 00 и С02 соответственно.

Сигнал Uj поступает н вход квадратора 6, на выходе которого образуетс  сигнал U6, пропорциональный квадрату входного сигнала:

U6 (ty Е К, cos (0),t+(,-() +

+ 2EK,K2cos(W,t +tfro6)x

2 2 у

cos ( )+ЕК2соз (C02t+ 2 г i г 21

+ (D 4- rv - E-Ki E K2i E-K, + Cp2 + 06 ) -j- + -j-f+ -- x

cos(2u,t + 2If- 2oO+ Е2К,К2к X cos(CO,+02)t +Q, + + EK,K4 cos(Cd,-Wi)t+q, 21.

Сигнал U6 поступает на вход фильт5 pa 8, настроенного на разностную частоту Q СО, - С02 Фильтр JJ подавл ет все составл ющие сигналы tL i кроме последней. На выходе фильтра 8 формируетс  сигнал Uft,

определ емый равенством 02

Ug Е K cosCftt tf + Cf, -tf2),

который поступает на информационный вход преобразовател  10.

Сигнал U з поступает на вход квад- ратора 7, на выходе которого образуетс  сигнал U7, пропорциональный квадрату входного сигнала

0

5

U (U3)2 E2(cos(0,t +cosW2t)2

E (cos2(0,t + 2cos(d,t-cos( +

2 2 E + cos C02t) , E

+ Y- cos2to,t +

F2E2

+ -|--cos 2COjt +-y-cos2W2t +

E2 E2 + - cos(CO, + COji) t + -cosat

Сигнал U7 поступает на вход фильра 9, настроенного на частоту Ј2. Фильтр 9 подавл ет все составл ющие сигналы Uy, кроме последней. На выходе фильтра 9 формируетс  сигнал определ емый равенством: г

1

«

cosftt,

который поступает на опорный вход преобразовател  10.

Преобразователь 10 преобразует разность фаз сигналов, поступающих на его информационный и опорный входы, в код. Это может осуществл тьс , например, путем измерени  временного интервала между моментами перехода сигналов U g и U„ через ноль при положительных производных этих сигналов и заполнени  его импульсами тактовой частоты с последующим их подсчетом и выдачей результата в виде кода. На выходе преобразовател  10 формируетс  код

N,0- + lf,-Cf2.

Предлагаемый преобразователь обепечивает преобразование угла оЈ поврота вала в пропорциональный этому углу код с погрешностью, не превышающей половины разности фазовых сдвигов Ц и .

В предлагаемом преобразователе дл  формировани  сигналов на входах фильтров 8 и 9 используютс  квадра,- торы в отличие от устройства-прототипа , в котором дл  этих целей ис6496556

пользуютс  перемножители. Дл  микросхем аналоговых перемножителей сигналов с управл емой крутизной дифференциальных транзисторных пар погрешность перемножени  составл ет величину не менее 0,5-2%.В квадраторе же на диодном функциональном преобразователе достигаетс  точность не

д менее 0,1%. Дл  уменьшени  погрешности умножени  в прототипе можно использовать параболические перемножители , каждый из которых включает два квадратора.

15 Таким образом, предлагаемый преобразователь обеспечивает более высокую точность преобразовани , чем прототип, за счет более точного выполнени  операции умножени .

20

Claims (1)

1. Формула изобретени. 

   Преобразователь угла поворота вал , в код, содержащий синусно-коси25 нусный вращающийс  трансформатор, re-t нератор импульсов, выход которого соединен с входом формировател  пара- фазных сигналов, первый и второй выходы которого соединены с входами

   30 сумматора, третий и четвертый выходы которого соединены с входами блока вычитани  , выходы сумматора и блока вычитани  соединены с входами синусно- косинуского вращающегос  трансформа35 , два фильтра низкой частоты, выходы которых соединены с информационными входами преобразовател  фаза - код, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точно40 сти преобразовател , в него введены два квгадратора, выход сумматора через первый квадратор соединен с входом первого фильтра низкой частоты, выход синусно-косинусного вращающего45 с  трансформатора через второй квадратор соединен с входом второго фильтра низкой частоты, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом преобразовател  фаза - код.