(54) ИНТЕРПОЛЯТОР ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ КРУГОВЫХ(54) INTERPOLATOR FOR DYNAMIC CIRCULAR
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙCONVERTERS
Изобретение относитс к машинострое нию и приборостроению и может быть ис пользовано в динамических круговых пре образовател х угла поворота, примен емы в машиностроении дл измерени парамет ров движени . Известны динамические круговые преобразователи угла поворота, у которых сигнал снимае ге с одного выхода в виде напр жени синусоидальной или близкой к нему формы. К ним относ тс , например преобразователи магнитоэлектрического типа с полным круговым усреднением , а также р д других. Дл интерпол ции сигналов указанных преобразователей примен етс удвоители частоты или их последовательное соединение, которые функционируют по принципу двух-. полупериодного выпр млени i. Однако интерпол торы имеют недостаточно высокую точность преобразовани . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению вл етс интерпол тор дл динамических круговых преобразователей, который состоит из удвоител двухполупериодного выпр мител , усилител -формировател , дифференцирующих цепей и элемента ИЛИ, Напр жение на выходе удвоител в форме пульсаций преобразуетс усилителем-формирователем в импульсы пр моугольной формы, ди({)ференцирующие цепи формируют импульсы. Соответствующие передним и задним фронтам пр моугольных импульсов. В результате, каждый период синусоидальных сигналов, поступающих на вход интерпол тора , делитс на четыре 2 . Недостатком удвоителей, а также указанного интерпол тора вл етс их критичность к амплитуде входных сигналов, и, в результате, существенна погрешность интерпол ции в диапазоне амплитуд. Погрешность возникает вследствие зависимости формы кривой выпр мленных полупериодов от изменени амплитуды входных сигналов. В свою очередь, изменени (|юрмы сигнала на входе усилител -формировател измен ют скважность импульсов на его выходе. Это обст.б гельстро ограничиваег возможности применени указанных интерпол торов, в особенности с преобра- зовател м магнитоэлектрического типа, у которых амплитупа сигналов сильно зависит от скорости вращени ротора. Целью изобретени вл етс повышение точности работы интерпол тора, Поставленна цель достигаетс тем, что интерпол тор дл динамических круговых преобразователей, содержащий удвог итель частоты, вход которого вл етс входом интерпол тора,а выход соединен с инвертирующим входом усилител формировател , и два дифференцирующих звена, .подсоединённых входами.й выходами соответственно к выходу усилител формировател и к двум входам элемента ИЛИ, выход которого вл етс , выходом интерпол тора, дополнительно содержит интегратор, вход и выход которого подключены соответственно к выходу .и неинвертирующему входу усилител -формировател . На фиг. 1 приведена функциональна схема предлагаемого интерпол тора; на фиг. 2 - временные диаграммы дл иллю страции его работы; на фиг. 3 - практический пример схемы принципиальной электрической интерпол тора. Интерпол тор состоит из удвоител 1 . частоты, усилител -формировател 2 с инвертирующим и неинвертирующим вхо- дами 3 и 4, интегратора 5, дифференцирующих звеньев б и 7, элемента 8 ИЛИ. Выход удвоител 1 св зан с инвертирующим входом 3 усилителй-формировате л 2, выход которого св зан со входом интегратора 5 и дифференцирующими зве ми 6 и 7, выходы которых объедин ютс элементом 8 ИЛИ, выход интегратора 5 ск эАн с неинвертирующим входом 4 усилител -формировател 2. . Интерпол тор работает следующим образом . Синусоидальный сигнал кругового пре образовател преобразуетс на выходе удвоител 1 в напр жение пульсаций (фи 2 а), которое поступает на вход 3 усилител -формировател . Напр жение на вь1ходе усилител -формировател в форме меандра (фиг. 2 в) поступает на дифференцирующие звень 6 и 7, которые фор мируют импульсы, соответствующие пере ним и задним фронтам ме1андра, а также на вход интегратора 5. Элемент 8 ИЛИ объедин ет импульсы с выходов звеньев 6 и 7 в один канал. Интегратор 5 подерживает на своем выходе напр жение UCKA смещени дл неинвертирующего хода 4 усилител -формировател таким, чтобы скважность импульсов на выходе усилител -формировател оставалась равой двум (Q 2). Очевидно, что точность поддержани равенства Q -2 в диапазоне амплитуд входных сигналов и при прочих дестабилизирующих факторах гарантирует аналогичную точность интерпол ции. Это обеспечено выбором соответствующего значени посто нной интегрировани , из услови , чтобы она была намного больще максимального периода Т входных сигналов интерпол тора, а также условием , чтобы обратна св зь с выхода усилител -формиров1ател через интегратор 5 ко входу 4 была отрицательной. Если указанные услови выполн ютс , то при скважностиимпульсов, равной двум, интегралы от импульсных напр жений положительной и отрицательной пол рности равны между собой и противоположны по знаку, а изменени напр жени на выходе интегратора вследс; вие воздействи на него положительных и отрицательных импульсов пренебрежимо малы, поэтому на выходе интегратора остаетс накопленное ранее напр жение UCM (фиг. 2, а,в). При отклонении скважности импульсов в большую или в меньщую (фиг. 2с, dl ) сторону, вызванном, например изменением амплитуды входных сигналов устройства , либо изменением из-за утечек интегрирующего конденсатора, длительности положительных и отрица- тельных импульсов не равны, т. е. возникает посто нна составл юща соответствующего знака, и она интегршруетс . В результате, напр жение на выходе интегратора 5 измен етс в сторону восстановлени пражнепэ состо ни , п{зи котором скважность равна двум. Дл того, чтобы в установившемс состо нии скважность сигнала на выходе усилител -формировател 2 точно соответствовала двум, амплитуда импульсов положительной и отрицательной пол рности должнй быть одинаковой . Из практического примера (фиг. 3) видно, что дл этого использован ограничитель 9, выполн ющий ограничение по принципу диодной фиксации положительных и отрицательных, уровней. Диодна фиксаци , а также глубока обратна св зь, котора обеспечиваетс применением дл усилител -формировател 2 и ;интегратора 5 операционных усилителей с большкмк коэффициентами усилени .The invention relates to mechanical engineering and instrument making and can be used in dynamic circular angle converters used in mechanical engineering to measure motion parameters. Dynamic circular transducers of the angle of rotation are known, in which the signal is removed from one output in the form of a sinusoidal voltage or close to it. These include, for example, full circular averaging magnetoelectric type transducers, as well as a number of others. To interpolate the signals of these transducers, frequency doublers or their serial connection are used, which operate according to the principle of two-. half period rectification i. However, interpolators have insufficient accuracy of conversion. The closest technical solution to the present invention is an interpolator for dynamic circular transducers, which consists of a double-wave doubled rectifier amplifier, a shaping amplifier, differentiating circuits and an OR element. forms, di ({) fermentation chains form impulses. Corresponding to the front and rear edges of rectangular pulses. As a result, each period of sinusoidal signals arriving at the input of the interpolator is divided into four 2. The disadvantage of the doublers, as well as the specified interpolator, is their criticality to the amplitude of the input signals, and, as a result, a significant interpolation error in the amplitude range. The error occurs due to the dependence of the shape of the rectified half-periods on the change in the amplitude of the input signals. In turn, the changes (| of the signal at the input of the amplifier-modifier change the duty cycle of the pulses at its output. This is a gelstroma that limits the possibilities of using these interpolators, especially from the magnetoelectric type converters, whose signal amplitude strongly depends on on rotor rotational speed. The aim of the invention is to increase the accuracy of the interpolator operation. The goal is achieved by the fact that the interpolator for dynamic rotary converters containing a double frequency whose output is the interpolator input, and the output is connected to the inverting input of the amplifier of the former, and two differentiating links connected to the inputs. and outputs respectively to the output of the amplifier of the former and to the two inputs of the OR element whose output is the output of the interpolator contains an integrator, the input and output of which are connected respectively to the output .and the non-inverting input of the amplifier-former. Fig. 1 shows a functional diagram of the proposed interpolator; in fig. 2 - time diagrams for the illustration of his work; in fig. 3 is a practical example of a circuit of a principle electric interpolator. The interpolator consists of doubler 1. frequencies, an amplifier -former 2 with inverting and non-inverting inputs 3 and 4, integrator 5, differentiating links b and 7, element 8 OR. The output of doubler 1 is connected to an inverting input 3 of the amplifier-formate l 2, the output of which is connected to the input of the integrator 5 and differentiating links 6 and 7, the outputs of which are combined by the element 8 OR, the output of the integrator 5 sc eAn Former 2.. The interpolator works as follows. The sinusoidal signal of the circular transducer is converted at the output of doubler 1 into a ripple voltage (phi 2 a), which is fed to the input 3 of the amplifier-former. The voltage at the amplifier side of the amplifier in the form of a meander (Fig. 2c) goes to differentiating links 6 and 7, which form the pulses corresponding to the front and rear edges of the meander, as well as to the input of the integrator 5. Element 8 OR combines the pulses from the outputs of links 6 and 7 in one channel. The integrator 5 maintains at its output a UCKA bias voltage for a non-inverting course 4 of the amplifier-former such that the pulse ratio at the output of the amplifier-former remains equal to two (Q 2). It is obvious that the accuracy of maintaining the equality Q -2 in the amplitude range of the input signals and, with other destabilizing factors, guarantees a similar interpolation accuracy. This is ensured by selecting the appropriate value of the constant integration, provided that it is much larger than the maximum period T of the interpolator input signals, as well as the condition that feedback from the output of the amplifier through the integrator 5 to input 4 is negative. If the above conditions are met, then with a pulse duration equal to two, the integrals of the pulsed voltages of positive and negative polarity are equal and opposite in sign, and the voltage changes at the integrator output follow; The effect of positive and negative pulses on it is negligible, so the previously accumulated UCM voltage remains at the integrator output (Fig. 2, a, c). When the pulse duty cycle deviates to a larger or smaller (Fig. 2c, dl) side, caused, for example, by a change in the amplitude of the device input signals, or by a change due to leakage of the integrating capacitor, the duration of the positive and negative pulses are not equal, the constant component of the corresponding sign arises, and it is integrated. As a result, the voltage at the output of the integrator 5 changes in the direction of restoring the ground conditions, where the duty cycle is equal to two. In order for the steady state of the signal to be equal to two at the output of amplifier 2, the amplitude of the positive and negative polarity pulses must be the same. From a practical example (Fig. 3) it can be seen that for this purpose, a limiter 9 was used, which fulfilled the restriction on the principle of diode fixation of positive and negative levels. Diode fixation, as well as deep feedback, which is provided by using amplifier 2 and integrator 5 operational amplifiers with large gain factors.
обеспечивают в совокупнсюти высокую точность интерпол ции в диапазоне амплитуд входных сигналов.provide, in aggregate, high interpolation accuracy in the amplitude range of input signals.