SU771115A2 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

лител , фазосдвигающий блок и четыре сумматора, второй выход реверсивного счетчика соединен с первым входом второго преобразовател  код-напр жение , выходы третьего и четвертого формирователей синусоидального сигнала соединены соответственно через первый и второй масштабные усилители со вторыми входами первого и второго преобразователей код-напр жение, выходы третьего формировател  синусои;дального напр жени  и второго преобразовател  код-напр жение подключены соответственно к первому и второму входам второго сумматора,первый и второй выходы синусно-косинусного вращающегос  трансформатора подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого сумматора, вторые выходы которых соединены соответственно с выходами второго сумматора и управл емого делител  напр жени , выход третьего сумматора непосредственно, а выход четвертого сумматора через фазосдвигагощий блок подключены соответственно к первому и второму входам п того сумматора, выход которого соединен со входом избирательного усилител , выход задающего генератора подключен ко второму входу формировател  импульса ввода кода, второй выход блока управлени  соединен со вторым и третьим входами реверсивного счетчика ff .

К недостаткам известного преобразовател  следует отнести большую динамическую погрешность из-за наличи  фильтра в фазовом детекторе с относительно большой посто нной, котора  ограничивает быстродействие преобразрвател .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател  уголкод .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразователь угол-код введены формирователи временных интервалов , синхронизатор, счетчик, блок пам ти и шестой сумматор, третий выход делител  частоты через формирователь временных интервалов соединен с первыми входами синхронизатора и счетчика, выход преобразовател  напр жение-частота соединен со вторым входим синхронизатора, выход которого соединен со вторым входом счетчика, выход счетчика через блок пам ти соединен с первым входом шестого сумматора-, второй вход которого соединен со вторым выходом реверсивного счетчика, выход шестого сумматора соединен с выходом преобразовател  .

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2 - диаграмма, по сн юща  его работу.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит синусо-косинусный вращающийс  трансформатор 1 (СКБТ), фазосдвигающий блок 2, первый , второй и третий сумматоры 3,4,5 избирательный усилитель б, синхронные детекторы 7,8, пороговый блок 9, преобразователь напр жение-частота 10, блок управлени  11, реверсивный счетчик 12, младшие разр ды 13 реверсивного счетчика, старшие разр ды 14 реверсивного счетчика, задающий генератор 15, формирователь импульса ввода кода 16, блок ввода кода 17, делители частоты 18 и 19, формирователи синусоидального напр жени  20, 21,22,23, дешифраторы 24, 25, масштабные усилители 26, 27, преобразователи код-напр жение 28,29, четвертый и п тый сумматоры 30, 31, интегратор 32, управл ющий делитель напр жени  33, формирователь временных интервалов 34, синхронизатор 35, счетчик 36, блок пам ти 37, шестой сумматор 38, формирователь 39 питающих напр жений (ФПН) и формиро .ватель 40 компенсирующих напр жений (ФКН).

преобразователь работает следующим образом.

Стабильные по частоте импульсы с задающего генератора 15 поступают на формирователь 39 питающих напр жений (ФПН) и на формирователь 40 компенсрующих напр жений (ФКН); ФПН 39 вырабатывает два ортогональных синусоидальных напр жени  дл  питани  СКВТ По информации с трех старших разр дов делител  18 дешифратор 24 формирет шестнадцать разных по длительност временных участков, которые управл ют работой ключей в формировател х синусоидальных напр жений 20 и 21. Формирователи 20 и 21 работают на принципе зар да и разр да конденсатора втекак цими и вытекающими токами , коммутацию которых осуществл ют ключи. В сумматоры 3 и 4 с роторных обмоток СКВТ поступают два ортогональных напр жени , фазовый сдвиг которых равен углу разворота ротора относительно статора. ФКН 40 по импульсам от задающего генератора 15 и импульсу от формировател  импульса ввода кода 16 вырабатывает два компенсирующих ортогональных напр же .ни  той же частоты, что и напр жени  питани  СКВТ 1, но их фазовый сдвиг относительно напр жений питани  определ етс  числом N , записанным в двоичном коде в реверсивном счетчике 12. Баланс в отсчетной части преобразовател  угла поворота вала в код наступает при условии, если фазы компенсирующих напр жений равны ( + u( )jT.e. они должны быть строго противофазны сигнала.м с роторных обмоток СКВТ ( дискретность изменени  фазы компенсирующих напр жений).

Отработка разбаланса ведетс  как по фазовому каналу, так и по амп.питудному . Сигналы разбаланса с сумматоров 3 и 4 фазируютс  при помощи фаэосдвигающего блока 2, который сдвигает на +90° или -90° сигнал с сумматора 3, Знак определ етс  начальной фазировкой питанвдих напр жений и схемой включени  обмоток СКВТ 1. После фазировани  сигналы суммируютс  сумматором 5, усиливаютс  избирательным усилителем 6, который освобождает тракт от высших гармоник Синхронные детекторы 8 (амплитудный) и 7 (фазовый) вырабатывают сигналы, пропорциональные неравенству амплитуд и разности фаз сравниваемых напр жений . Режим - амплитудный или фазовый - определ етс  выбором опорных сигналов с дешифратора 25. Сигна пропорциональный неравенству амплитуд , через интегратор 32 воздействует на управл ющий вход управл ющего делител  напр жени  33 так, что бы составл юща , пропорциональна  неравенству амплитуд, становилась минимальной в выходном напр жении с избирательного усилител  б. Напр жение , пропорциональное разности фаз, между сигнальными напр жени ми с СКВТ 1 и компенсирующими с ФКН 40 поступает на пороговый блок 9 и преобразователь напр жение-частота 10. Блок управлени  11 реверсивным счетчиком по сигналам с блока 9 и преобразовател  10 определ ет режим работы реверсивного счетчика 12, т.е. суммирование, вычитание или запрещение прохождени  импульсов с преобразовател  напр жение-частота 10. Это происходит, когда сигнал рассогласовани  по фазе становитс  ниже уровн  порогов чувствительности в блоке 9, а число N , записанное в двоичном коде в реверсивном счетчике 12  вл етс  числовым эквивалентом угла поворота ротора СКБТ 1. Формирователь компенсирующего напр жени  40 (ФКН) включаетс  и осуществл ет преобразование числа N в фазу компенсирующих напр жений.Преобразовние ведетс  по двум каналам. Первый канал преобразует старшие разр ды 14 реверсивного счетчика 12, а второй - младшие разр ды 13. Преобразование старших разр дов 14 осуществл етс  временной задержкой кодовых комбинаций в делителе 19 относительно аналогичных кодовых комбинаций делител  18 за счет периодического ввода числа из реверсивнего счетчика 12 через блок ввода кода 17 в делитель 19 одни раз за период формируемого напр жени . Второй канал преобразовани  испод зует принцип изменени  фазы результирующего напр жени , получаемого за счет сум14ировани  двух,- наход щихс  в квадратуре напр жений, одно из которых модулировано по амплитуде . Максимальна  величина амплитуды модулированного напр жени  определ етс  максимальным значением фазы доворота компенсирук цего напр жени  вторым каналом. Дешифратор 25 совместно с формировател ми синусоидальных напр жений 22 и 23 Вырабатывают два ортогональных напр жени . Масштабные усилители 26 и

27осуществл ют требуемый коэффициент делени  сформированных напр жений и фазирование напр жений доворота . Преобразователи код-напр жение

28и 29 в функции кода младших разр дов реверсивного счетчика 12 выбирают требуемую амплитуду напр жений доворота. Результирующие напр жени  с сумматоров 30 и 31 близки ,по амплитудам к величингил основных напр жений с формирователей 22 и 23, а их фазовый сдвиг определ етс  Числом N , записанным в реверсивном счетчике 12.

Формирователь временных интервало 32 задает эталонный временной интервал , за который счетчик 36 через синхронизатор 35 заполн етс  импульсами от преобразовател  напр жение-частот 10. Число в .счетчике 36 будет пропорционально скоростной погрешности преобразовател , так как интервал времени посто нен и стабилен. С частотой задани  временных интервалов число из счетчика 36 записываетс  в блок пм ти 37 и хранитс  в нем до завершени  следующего цикла измерени  частоты преобразовател  напр жение-частот 10. В сумматоре 38 суммируютс  код угла, поступак дий от реверсивного счетчика 12, с кодом из блока пам ти 37, который пропорционален скоростно погрешности. Уменьша  временной интервал , можно получить требуемую величину скоростной погрешности. На фиг. 2 дано графическое по снение осуществл емым операци м. Заштриховано поле-скоростна  погрешность.

В момент времени i рассогласование по фазе между фазой напр жени  с СКВТ 1, что эквивалентно изменению угла и фазой компенсационного напр жени , вырабатываемой ФКН 40 по ходу : реверсивного счетчика 12, будет составл ть А . Если изменение угла прекратить, то входной вал СКВТ 1 остановитс , рассогласование Д через некоторое врем  , уменьшитс  до нул . На фиг. 2 это показано изломом пр мой ОА в точке А. Преобразователь напр жение-частота 10 при рассогласовании будет вырабатывать частоту заполнени  реверсивного счетчика 12 равной 1 .В момент времени in аналогично получим рассогласо .№

вание Д и частоту i. Предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код за временные интервалы, вырабатываемые формирователем 34, .фиксирует счетчиком 36 через синхронизатор 35 частоту преобразовател 

напр жение-частота 10. В момент начала второго временного интервала код из счетчика 35 по команде формировател  34 записываетс  в блок пам ти 37. До окончани  второго интвала выходной код угла равен сумме кода реверсивного счетчика 12 и числа , записанного в блоке пам ти 37 за первый временной интервал.На фиг.2 выходной код показан ломанной криво ABCDEF.Уменьша  временные интервалы можно значительно уменьшить динамическую погрешность, т.е. повысить точность преобразовател .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 669374, кл. G 08 С 9/00, 1977 (прототип). (fwv) t/SMrnttw«ft e9O напр, e МвТ) уела t/tfttfffnvf л-оЛг / PtVeifcvpffff evfrrfvvffe