SU746656A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известны преобразователи угла пов рота вала .в код. Одни из известных преобразователей угла поворота в сдвиг фазы содержат синусно-косинус ный. датчик (СКД) угла, вход которого подключен к блоку питани , а выходы-к фазочувствительйым выпр мител м , другие входы которых подключены к блоку питани , выходы фаэочувствительных выпр мителей подключены к входам модул торов, другие входы которых соединены с выходом двухфазного источника пр моугольных сигналовj выходы модул торов подключены к суммирующему и .вычитающему блокам, вырсоды которых через фильтры подключены к выходу преобразователей 1. Недостатком известного преобразовател   вл ютс  большие габариты и низка  точность, вызванна  изменением параметров фил ьтров. Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий Синусно-косинусныйГ датчик, каждый из выходов которого через последовательно соединенные фазочувствитель- . ный выпр митель и модул тор подключены к соответствук цим входам фазосдвигающего ..элемента, выход которого через один компаратор подключен ; первому входу измерител  временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом другого компаратора , делитель частоты С2. Недостатком этого преобразовател   вл ютс  большие г абариты, определ емые габаритами фИльтра на входе СКД и низка  точность, вызванна  температурой и временной нестабильностью блоков в цепи канала формировани  стоп-импульса, особенно фильтров , вход щих в состав модул. тора. Наиболее близким техническим решением к данному  вл етс  преобразователь , содержсшщй СКД, вход которого соединен с выходом генератора импульсов через последовательно включенные делитель .частоты и фильтр, а выход СКД через блок фазосдвнгающих элементов подключен к двум компара .торам, выходы которых подключены к измерителю временных интервалов

вЮ, третий вход которого соединен с. выходом генератора импульсов И .

Недостатком таких преобразователей  вл ютс  большие габариты, определ емые габаритами фильтра, установленного на входе СКД и предназйачШногЬ дл  формировани  мощного высоковольтHWb ШйТсоидального сигнала дл  питани  СКД.

Другим недостатком их  вл етс 

.ограниченна  точность, вызванна  искажением фсзрмы синусоидальног о сигнаjia при. его передаче через СКД, и ограниченна  разрешающа  способность, определ ема  верхней граничной частотой Генератора импульсов и пёрвыШ каскадами делител  частоты с одной стороны и нижней граничной частотой передачи СКД с другой стороны. . Целью изобретени   вл етс  уменьшение га баритов преобразовател  и повышение его точности.

Поставленна  цель достигаетс 

тем, что в преббразователь углй по ворота вала в код йведены BbanpHNffi- ;

fejffi мЬ|Л5Лп тб эы и дополнительна делитель частоты и фавосдвигающий элемент, выход синуСно-косинусного

« Ща е0ёдййёй с п ервыми входами выпр мителей, выходы которйх подаиоЧ еййк пер вьш входам модул торов, выход кй: сдого из которь х соединен с.соответствующим входом фазосдвигаюе4 О §лёйёнта , выход дОполНйтёлЬйого фазосдвигающего элемента соединен

8 1;Ш|ЩГ1Щ г&гоicoMnSpafSpa; ШШт1лЙ частбШ сЪеДийен сО вторыми входами выпр мителей непосредственнВ 1й Чё§ё§ последовательно соединен Йнё дополнитель ный тёлЁ ШзтОТ а и фильтр со вторыми входами модул торов . .

Преобразователь содержи генератор 1 импульсов, подключенный через дополнительный делитель 2 чйбтОТЫ к : хЬ Гу синуснО-кОсййусного датчика 3, каждый ИГ йыхОДОй которого через йОСЛёдовательно соединенные фазочувствительный выпр митель 4 или 5, модул тор 6 или 7 подключены к входам фазосдвигающих элементов 8 и 9. Выходы фазосдвигающих элементов 8 и ,

9iepes соответствующие компараторы

10и11 подключены к двум входам измерител  12 временных интервалов, тре;гий вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов. Выход делител  2 частоты через последовательно включенные делитель 13 частоты и фильтр 14 подключен к другим входам модул торов 6 и 7.

В качестве модул торов 6 и 7 нбгут быть использованы балансные модул торы в микромодульном исполнений, например серии 140МА1.

В качестве фазбсдвигаговоих элементов могут быть иСпользованй или пассивные R С-цепочки, или суШшруШие и ййчитаю 1ше операционные усилители.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 формирует импульсы высокой частоты. На выходе делител , 2 формируютс  пр моугольные импульсы скважностью два, поступающие в обмотку врзбуххдени  синусно-косинусного датчика 3, где они модулируютс  по амплитуде в-зависимости от измер емого углс4 поворота. В фазочувствительных выпр мител х 4 и 5 выдел ютс  огибающие выходных сигналов синусно-косинусного датчика 3, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота.

В делителе 13 происходит дополнительное деление частоты выходных сигналов делител  2. Фильтр 14 из пр моугольного формирует синусоидальный сигнал, который в виде несущей частоты поступает на входы модул торов 6 и 7. В модул торах 6 и 7 образуютс  переменные сигналы с частотой выходных сигналов делител  13 и модулированные по г1мплитуде в функции . синуса и косинуса угла поворота СКД. Из модулированных по амплитуде сигналов на фазосдвигающем элементе 8 формируетс  сигнал, сдвинутый по фазе с Опережением на угол, пропорциональны углу поворота СКД, а на фазосдвигающем элементе 9vформируетс  сигнал, сдвинутый по фазе с отставанием на угол, пропорциональный углу поворота СКД. Компараторы 10 и 11 формируют из синусоидальных сигналов старт- и стоп-импульсы, временной интервал между которыми преобразуетс  в измерителе 12 в код путем заполнени  импулЬсами высокочастотного генератора 1.

В предложенном преобразователе через фильтр 14 передаетс  маломощный низковольтный сигнал. Поэтому здесь можно использовать активный полосовой фильтр в интегральном исполнении , например серии 276ФЕЗ. В известных преобразовател х через фильтр, установленный на входе СКД, передаетс  мсэрный высоковольтный сигнал, Дл Чего используетс  пассивный фильтр, имеющий большие габариты и вес. Все остальные элементы предложенного преобразовател  также могут интегральном исполнении Использование изобретени  позволит уменьшить габариты преобразовател  в 1,7 раза.

Температурна  и временна  нестабильность параметров фильтра 14 предложенного устройства приводит к одинаковому фазовому сдвигу сигналов несущей частоты в каналах, формирующих старт- и- стоп-импульсы, и не вли ет на точность преобразовани  угла.

Claims (3)

1. Выбором коэффициента- передачи делител  13 частоты можно в широких пределах регулировать соотношение между частотой старт-, стоп-импульсов и частотой импульсов заполнени  временного интервала независимо от амплитудно-частотной характеристики СКД Дл  расширени  области применени  целесообразно выполнить делитель 13 с переюйочаемым коэффициентом переда чи и набором параллельно включенных фильтров 14. При этом чем больше коэффициент передачи делител  13, тем меньше быстродействие и больше разрешающа  способность преобразовател  Таким образом, предложенный преоб разователь имеет меньшие габариты и большую точность по сравнению с из вестным прео.бразователем. Экономический эффект от использовани  предложенного преобразовател  определ етс  его техническими преиму ществами. Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов , соединенный с первым входом измерител  временных интервалов непосредственно и через делитель частоты со входом синусно-косйнусного датчика, фазосдвигающий элемент, соединенный через один из компараторов .с одним ИЗ- входов измерител  времен746656 ных интервалов, другой компаратор соединен с другим входом измерител  временных интервалов, и фильтр, о тличающийс  тем, что, с целью уменьшени  габаритов и повышени  точности преобразовател , в него введены выпр мители, модул торы и дополнительные делитель частоты и фазосдвигающий элемент, выход синуснокосинусного датчика соединен с первьши входами выпр мителей, выходы которых подключены к первьо1 входам модул торов, выход ка сдого из которых соединен с соответствующим входом фазосдвигающего элемента, выход дополнительного фазосдвигающёго элемента соединен со входом другого компаратора, выход делител  частоты соединен со вторыми входами выпр мителей непосредственно и через последовательно соединенные дополнительный делитель частоты и фильтр со вторыми йходами модул торов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №404110, кл, G 08 С 9/00-, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №452027, кл. G 08 С 9/00, 1973.
3. 3.Патент США №3505669, кл. 340-347, опублик. 1970 (прототип),