SU693410A1 - Преобразователь угловых перемещений в код - Google Patents

Description

Изобретение.относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в различных быстродействующих фазовых след щих системах, где необходимы .точные преобразовани  угловых перемещений в цифровой кол.

Известен модул ционный фазовый преобразователь угловых перемещений в код, содержащий кодирующий элемент и считывающие элементы, подключенные к выходу источника переменного напр жени  н ко входу логического блока, нуль-орган, соединенный с выходом источника переменного напр жени , реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами элементов И, а выходы - со входами преобразователей 1.

Недостатком указанного, устройства  вл етс  его СЛОЖНОСТЬ.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  модул ционный фазовый преобразователь угловых перемещений в код, содержащий генератор питающего, напр жени  выход которого подключен ко входу -датчика угловых перемещений, к первому входу первого переключател  и через последовательно соединенные первый избирательный

усилитель и первый формирователь импульсов - к первым входам фазочувствительного блока и второго переключател , выход датчика угловых перемещений подключен ко второму входу первого переключател  и через последовательно соединенные второй избирательный усилитель и второй формирователь импульсов - ко вторым входам фазочувствительного блока и второго переключател , выход которого соединен с первыми входами первого н второго триггеров, выход первого переключател  через последовательно соединенные третий избирательный усилитель и третий формирователь импульсов соединен со вторым входом первого триггера непосредственно и через инвертор - со вторым входом второго триггера, выходы триггеров подключены ко входам сумматора , выход которого соединен со входом синхронного детектора, выход общего коммутационного генератора соединен с третьими входами переключателей и вторым входом синхронного дет.ектора, и делитель частоты 2.

Недостатками этого устройства  вл ют с  малые точности н быстродействие. Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  модул ционного фазового преобразовател  угловых перемещений в код. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь введены элемент И, счетчик импульсов и регулируемый по частоте генератор счетнЫх импульсов, выход фазочувствительного блока подключен к первому входу элемента И, выход синхронного Детектора подключен ко входу регулируемого по частоте генератора счетных импуль&ОВ , выход которого подключен ко второму входу элемента И, выход элемента И соединен с первым входом счетчика импульсов, выход общего коммутационного генератора через делитель частоты соединен со вторым входом счетчика импульсов. На чертеже представлена функциональна  схема устройства. Устройство содержит генератор питающего напр жени  1, датчик 2 угловых перемещений , первый 3 и второй 4 избирательные усилители, первый 5 и второй 6 формирователи импульсов, фазочувствительный блок 7, общий коммутационный генератор 8, первый 9 и второй 10 переключатели, третий избирательный усилитель 11, третий формирователь 12 импульсов, инвертор 13, первый 14 и второй 15 триггеры, сумматор 16, синхронный детектор 17, регулируемый по частоте генератор 18 счетных импульсов, элемент И 19, счетчик импульсов 20, делитель частоты 21.

Генератор питающего напр жени  1 осущ ствл ет питание датчика углового пере мещени  2. К выходу генератора 1 и датчика 2 подключены основные преобразовательные каналы, включающие избирательные усилители 3 и 4, HTacTpOerfHae На ггервую гармонику напр жени  генератора 1, формирователи 5 и 6, короткие пусковые импульсы на выходе которых по вл ютс  в моменты пе р ёходоё чёрёз нуль первых гармониксрав1ниваемых напр жений. Выходы основных преобразовательных каналов подключены ко входам фазочувствительногр блока 7. Общий коммутационный генератор 8 угфавл ет работой переключателей 9 и 10, которые периодически с частотой коммутации подклточатргко входам и выходам основных преобразовательных каналов дополнительный канал коррекции погрешностей, также Включающий избирательный усилитель 11 и формирователь 12. Триггер 14 подключен через инвертор 13, а триггер 15 - непосредственно к выходу дополнительногоканала коррекции погрешностей. В результате непрерывной коммутации на выходе сумматора 16, подключенного к выходам триггеров 14 и 15, по вл етс  переменное напр жение часТОТбГкбммутацйи , прбпОрциОнальноё пОгрещности преобразовани  основных каналов, которое выпр мл етс  diiHxpouHHiii детекто

Однако точность преобразовани  угловых перемещений в код при такой схеме преобразовани  будет низкой из-за вли ни  неизбежной фазовой неидентичности А«р каналов преобразовани  на длительность кодируемых импульсов.

Дл  исключени  фазовой неидентичности Д«р имеетс  третий коммутируемый канал, . на вход которого при помощи переключател  9 поочередно воздействуют напр жени  с выхода датчика 2 и генератора 1. Короткие запускающие импульсы, сформированные ПОмоментам переходов через нуль входных напр жений, с выхода формировател 

5 12 одно непосредственно, а второе через инвертор 13 воздействуют на раздельные входы три ггё|)о в 14 и 15. На вторые входы триггеров через переключатель 10 поочередно воздействуют импульсы с выхода формировател  6, когда ко входу дополнительного канала подключено напр жение датчика 2, и с выхода формировател  5, если ко входу канала подключено напр жение генератора 1.

Таким образом, поочередно с частотой

Claims (2)

1. коммутации дополнительный канал подключаетс  к каждому из основных каналов. Пр моугольные импульсы с триггеров 14 и 15 поступают на сумматор, на выходе фильтром 17. Посто нное напр жение с выхода 17 воздействует на генератор 18, измен   частоту генерации. Элемент И 19 открыт дл  счетных импульсов на прот жении временного интервала ,- формируемого фазочувствительным блоком 7, и счетчик 20 суммирует импульсы, поступающие с генератора 18. Длительность времени счета определ етс  делителем частоты 21, который возбуждаетс  коммутационным генератором. Процесс преобразовани  осуществл етс  следующим образом. Генератор 1 питает датчик углового перемещени  2, например индуктосин, с помощью которого угловое перемещение , образуетс  в фазовый сдвиг . Одно из напр жений питани , принимаемое за опорное, и выходное напр жение датчика 2 воздействуют через избирательные усилители 3 и 4 на входы формирователей 5 и 6 преобразовательных каналов. По моментам переходов через нуль этих напр жений формируютс  короткие пусковые импульсы, поступающие на входы фазочувствительной схемы 7, вырабатывающей импульсы, длительность которых пропорциональна фазовому сдвигу Чр между опорным напр жением и выходным напр жением датчика 2. Полученный временный интервал может быть преобразован в цифровой код N путем заполнени  егЪ счетными импульсами фиксированной частоты и суммированием их в счетчике. pa которого выдел етс  среднее значение импульсного напр жени . Если временные задержки, вносимые основными каналами преобразовател , равны , то среднее значение пакетов и 1пульсного напр жени  в смежные такты коммутации равно, и на выходе фильтра сумматора напр жение- огибающей частоты коммутации отсутствует. Посто нное напр жение на выходе синхронного детектора 17 в этом случае равно нулю. Поскольку сигнал на управл 10ше 1 входе генератора 18 отсутствует, то частота заполн ющих импульсов на его выходе равна начальной частоте генератора fo. Если же каналы внос т различные временные задержки, что  вл етс  следствием фазовой неидентичности Дф. между ними, то среднее значение пакетов импульсного напр }кени  в смежные такты коммутации на выходе 16 различно. В результате этого по вл- етс  перемеиное напр жение частоты коммутации, которое выпр мл етс  синхронным детектором 17 и воздействует на управл ющий вход генератора 18. При этом величина посто нного налр жени  пропорциональна фазовой неидентичности Д«р. По вление посто нного напр жени  на управл юпХем входе генератора 18 приводит к изменению частоты генерируемых импульсов на величину А f, котора  пропорциональна . В зависимости от знака посто нного напр жени  частота уменьшаетс , либо увеличиваетс  на Д f. Изменение частоты заполн ющих импульсов приводит к изменению количества импульсов, суммируемых счетчиком 20 за заданный промежуток времени , определ емый д елителем частоты 21 и периодом колебаний коммутационного генератора 8. Изменение количества импульсов в счетчике эквивалентно изменению временного интервала на выходе фазочувствительного блока 7, а значит изменению фазового сдвига, причем это изменение обусловлено фазовой неидентичностью преобразовательных каналов. Поскольку изменение частоты Д пропорционально величине фазовой неидентичности , то изменение Д f корректируетс  погрешностью бт фазовой неидентичности Дф. Таким образом, в предлагаемом устройстве коррекци  фазовой неидентичности производитс  без введени  в преобразовательные каналы дополнительного инерционного регулируемого звена, которым в прототипе  вл етс  дополнительный сельсинфазовращатель , а исключение из цеци регулирований исполнительного двигател  позвол ет значительно повысить быстродействие системы коррекции. Кроме того, отсутСтвие инерционного звена в основных преобразовательных каналах уменьшает дли693410 тельность переходных процессов при вращении вала датчика 2, что повыщает точность преобразовани  угла поворота в код в переходных режимах. Экономический эффект от использовани  данного устройства определ етс  указанным выше ,его техническим преимуществом. Формула изобретени  Преобразователь угловых перемещений в код, содержащий генератор питающего напр жени , выход которого подключен ко входу датчика угловых перемещений, к первому входу первого переключател  и через последовательно соединенные первый избирательный усилитель и первый формирователь импульсов - к первым входам фазочувствительного блока и второго переключател , выход датчика угловых перемещений подключен ко второму входу первого переключател  и. через последовательно соединенные второй избирательный усилитель и второй формирователь импульсов - ко вторым входам фазочувст1вительнбгб блока и второго переключател , выход которого соединен с первыми входами первого и второго триггеров, выход первого переключател  через последовательно соединенные третий избирательный усилитель и третий формирователь импульсов соединен со вторым входом первого триггера непосредственно и через инвертор - со вторым входом второго триггера, выходы триггеров подключены ко входам сумматора, выход которого соединен со входом синхронного детектора, выход коммутационного генератора соединен с третьими входами переключателей и вторым входом синхронного детектора, и делитель частоты, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и бьютродействи  устройства , в него введены элемент И, счетчик импульсов и регулируемый по частоте генератор счетнь1х импульсов, выход фазочувствительного блока подключен к первому ходу элемента И, выход синхронного детектора подключен ко входу регулируемого по частрте генератора счетных импульсов, выход которого подключен ко второму входу элемента И, выход элемента И соединен с первым входом счетчика импульсов, выход коммутационного генератора через делитель частоты соединен со вторым входом счетчика импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 369836, кл. G 05 В 11/12, 28.07.69.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 424207, кл. G 08 С 9/04, 30.10.72. (претотип ).