Claims (2)
Изобретение относитс к автоматикё и вычислительной технике и может быть использовано в преобразовател х форм представлени информации. . Известен импульсный преобразоват ль углового перемещени с разрешающей способностью,равной 16 р.Этот преобразователь содержит источник синусоидального напр жени ,синуснокосинусный датчик угла, суммо-разностный блок, фазочувствительные детекторы , формирователи, блоки объединени импульсов и блок определени направлени вращени 1. Недостатком этого преобразовател вл етс его сложность. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс преобразователь перемещени в число-импульсный код, содержащий источник переменного напр жени , синусно-косинусный датчик угла, масштабный блок, суммо-разностный блок, блок фазочувствительных выпр мителей, блок формирователей , коммутаторы и логический блок. Источник переменного напр жени подключен к синусно-косинусному датчику угла, выходы которого соединены со масштабного блока. Выходы последнего соединены со входаиии сумм6 разностного блока, выходы которого через блок фазочувствительных выпр мителей подключены к блоку формирователей , одни и другие выходы которых подключены к соответствующим коммутаторам. Выходы коммутаторов подключены ко входам логического блока , выходы которого вл ютс выходами преобразовател 2. Введение масштабного блока, включенного между да±чиком угла и сумморазностным блоком, а также увеличение числа формирователей и фазочувствительных выпр мителей пропорционально числу уровней масштабировани позволило повысить разрешающую способность преобразовател до 32 р. и более. Однако недостатком данного преобразовател вл етс то, что повьаиение разрешающей способности сопровождаетс значительным усложнением конструкции и снижением надежности преобразовател . Цель изобретени - повышение надежности и упрощение преобразовател при сохранении высокой разрешающей способности. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник переменного напр жени , выхоД которого соединен со входом сииусно-косинусно го датчика угла , выходы которого соединены со входами масштабного блока, выходц которого соединены со входами сумматора, блок формирова±елей огибагощих меандров и логический блок, введено устройство сложени несущих, входы которого соединен . с выходами блока формирователей оги бающих меандров, входы которого соединены с выходами сумматора, выходы устройства сложени несущих соединены со входами логического блока. Это позвол ет совместить в едином процессе детектирование и объединение многофазной системы огибающих, заполненных, несущей, с выхода сумматора в два импульсных сигнала, смзценмых друг относительно друга на угол u.ot-, соответствующий 90 эл. град, путем попарного объединени огибакндих на несущей частоте с осуществлением поочередного взаимодействи соответсвующей пары огибающих между собой как опорное и сигнальное напр жение фазочувствительно го выпр мител . За счет этого воз- . можно ис ключить блок фазочувствитель ных вьтр мителей, а вместе с тем повысить надежность и упростить конструкцию преобразовател , сохран высокую разрешающую способность. Устройство сложени несущих выполнено в виде параллельно-последовательно соединенных узлов, каждый из которых содержит элементы НЕ,вход которых попарно соединены со входами одного элемента ИЛИ, а выходал со входами другого элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ попарно соединены со входами элемента И, причем выхода каждой пары предыдущих узлов.соедине ны со входами одного последун цегр узла. На фиг, 1 приведена структурна схема преобразовател угла поворота вала в код на фиг. 2 - структурна схема устройства сложени несущих; на фиг. 3 - структурна схема одного узла устройства сложени несущих; на фиг. 4 - диаграмма работы преобразовател угла поворота вала в код. Преобразоаатель угла поворота вал в код содержит, источник 1 переменног напр жени , соединенный со входом синусно-косинусного датчика 2 угла, выхо.цы которого соединены со входами масштабного блока 3, выходы которого соединены со входами сумматора 4, соединенного выходами со входами бло ка 5 формирователей огибающих меандров . Выходы блока 5 формирователей оги бающих меандров подключены ко входам устройства б сложени несущих, выход которого соединены со входами лсгического блока 7. Выходы блока 7 вл ютс выходами преобразовател . Устройство 6 сложени несущих выполнено в виде параллельно-последовательно соединенных узлов 8-1 т 8-7 (фиг. 2), выходы двух предыдущих из которых попарно объединены на входах одного последующего узла. Каждый из узлов 8-1 г 8-7 (фиг. 3) содержит глементы НЕ, входы которых попарно объединены на входах одного элемента ИЛИ, а выходы - на входах другого элемента ИЛИ. Выходы элементов ИЛИ попарно объединены на входах элемента И. Входами узлов 8-1 f 8-7 вл ютс входы элементов НЕ, а выходамивыходы элементов И. В описании работы предлагаемого преобразовател и на диаграмме фиг.4 прин ты следующие обозначени : UQ - сигнал с выхода источника переменного напр жени 1; и,2 сигналы с выходов синусной и косинусной обмоток датчика 2; 4.-Л - пр мые сигналы с выходов масштабно S .Ua..Uj.j.Ui., го блока 3; 0,Д.,.0,.,.0,,,. инверсные сигналы ОгА-Л-а.Оц-з с выходов масштабного блока 3; ъ сигнал с выходов блока 5 формирователей огибающих меандров; 1ц т-и - сигналы с выходов элементов ИЛИ узла 8-1 устройства 6 сложеии несущих; сигналы с выходов элементов И узлов 8-1 т 8-6 устройства 6 сложени несущих; сигналы с выходов устройства 6 сло жени несущих; и t и - сигналы с выходов логического блока 7 Преобразователь работает следуюим образом. Источник 1 переменного напр жени апитывает синусно-косинусный датчик напр жением UQ U sinuit де - амплитуда напр жени ; ttJ - кругова частота. При этом с выхода датчика 2 сниматс напр жени U -KU S-iHp i%i u)t, Ui «X Uj.. СО«эР «L sin tt t. де К - коэффициент передачи датчика; р - число пар полюсов датчика; dl. - угол поворота ротора датчика. Сигнсшы и и и поступают на вхоы масштабного блока 3, который преобразует эти сигналы в систему многоуравненных переменных напр жений , и.2 -/-3 - / . 2-2 2Ъ 2-1 Og.2, Oj.,, (на диаграмме фиг. 4 указанные сигналы .условно изображены без несущей). Дискретность изменени амплитуды в масштабном блоке 3 определ етс заданной дискретностью измерени углерого перемещени Лоб. В сумматоре 4 выходные напр жени масштабйого блока 3 преобразуютс в многофазную систему сигналов с частотой синусного и косинусного сигналов с выходов датчика 2, каждый из которых по отношению к соседним, сдвинут по фазе огибающей на угол доС-. Дл этого в сумматоре 4 сигналы синусного канала складываютс и вычитаютс с сигналами косинусного канала. Сигналы с выхода сумматора 4, заполненные несущей поступают на входы блока 5 формирователей огибающих меандров, вырабатывающего сигналы / ваполненные несущей типа меандр (на диаграмме фиг. 4 жирной линией услов но выделены огибающие, т.е. меандры имеющие одинаковые и соответственно противоположные фазы по отношению к питающему напр жению р). Сигналы и -г с выходов блока 5 формирователей огибающих меандров поступают на входы узлов 8-1 f 8-4 устройства сложени несущих 6 (фиг. 2). В каждом из этих узлов, например в узле 8-1 (фиг. 3) входные сигналы попарн ( имеющие сдвиг 90 эл. град) непосредственно и через элементы НЕ посту пают на входы элементов ИЛИ, которо осуществл ют следующие логические функции: ,, ,,; UV-0-,-u,5; и:,--и,,. Каждый элемент ИЛИ при обработке меандров, имеющих одну по отношению к другому одинаковую фазу, формирует на выходе меандры с той же фазой, а при обработке меандров, имеющих прот 1воположные фазы, осуществл ет Двух полупериодное выпр мление (детектиро вание) с логическим уровнем . При этом сигнал u{ представл ет собой в одной и трех четверт х периода огибающей и выпр мленное напр жение с логическим уровнем 1, во второй четверти - меандр с фазой, совпадающей с фазой питающего напр жени Up, в четвертой четверти - меандр с противоположной фазой по отношению к фа зе напр жени U, . Сигнал U предста л ет собой в первой и третей четвер т х периода огибающей U 1,выпр млеиное напр жение с логическим уровнем , второй четверти - меандр с протиБоположной фазой по отношению к напр жению и, , в четвертой четверти - меандр с фазой, совпадающей с фазой напр жени Uo Из диаграммь (фиг.4) следует,что сигналы и Uj содержат во второй и Четвертой четверт х меандры с проти- . воположными по отношению к огибающей и фазами.АНалогичным образом соотнос тс фазы сигналов 04 и с фазой огибающей U-. J С выходов элементов ИЛИ сигналы и , и и Uj 44 поступают на входы соответствующих элементов И, реализуАхцих функции .. Элементы И при обработке меандров,. имеющих противоположные фазы, осуществл ют двухпЪлупериодное выпр мление с логическим уровнем О. Поскольку сигналы Uy и U2 содержат мганкры с противоположными по отношению к питающему напр жению и фазами во второй и четвертой четверт х огибающей и ,то с выхода одного элемента J снимаетс сигнал Uj с исключением меандров и удвоенной частотой по отношению к частоте огибающей U- . Аналогичным образом осуществл етс обработка сигналов ui и и другим элементом И., с выхода которого снимаетс сигнал и с исключением меандров и удвоенной частотой по отношению к частоте огибаюв),ей U-, . Таким образом, на выходе элементов И происходит формирование сигналов Uy и и с удвоенной частотой по отношению к огибающей ,) и фазовьм сдвигом между сигналами 90 эл. град. Одновременно осуществл етс двухполупериодное выпр мление . Ансшогичным образом формируютс сигналы U -f-U/. в узлах 8-2 т 8-4 устройства 6 сложени несущих. С выходов этих узлов сигналы и -f попарно (имеющие сдвиг 90 ал, град) поступают на входы узлов 8-5 и 8-6, формирующих сигналы и/, - , котор«е также попарно поступают в узел 8-7. В результате последовательного объединени сигналов на выходах устройства 6 сложени несущих формируютс два выпр л4ленных (продетектированных ) CHrHeUia и , смещенных один относительно другого на yron.Aet , сосутветствующкй 30 эл.град. Высокочастотные составл ющие (выбросы| ,возниках аие за счет временных разбросов логических элементов на граицах фронтов меандров,могут быть отфильтровг1иы известными пут ми,напри-, мер,с помочью интегрирующей RC-цепочки . Сигнадш Ц и поступают на входы логического блока 7, который осуществл ет дифференцирование этих сигналов по переднему и заднему фрон там с формированием импульсов приращени угла по соответствующему выходу в зависимости от направлени вращени вала. Разрешающа способность предлагаемого преобразовател может составл ть 32р и более - в зависимости от коикретнЪго выполнени устройства б сложени несущих, введение которого не вносит дополнительных погрешносте и несколько увеличивает точность пре образовател за счет уменьшени общего количества последовательно включенных блоков в схеме преобразовани . Устройство 6 сложени несущих может быть легко микроминиатюризовано так как оно построено на элементах дискретной техники. Повышение надежности и упрощение конструкции преобразовател при сохранении высокой разрешающей способности обуславливает экономический эффект данного изобретени . Формула изобретени 1. Преобразователь угла .поворота вала в код, содержащий источник ,переменного напр жени , выход которого соединен со входом синусно-косинусно го датчика угла, выходыкоторого соединены со входами масштабного блока выходы которого соединены со входами сумматора, блок формирователей огибающих меандров и логический блок, о тличающийс тем, что, с целью повышени надежности и упрощени преобразовател , в него введено устройство сложени несущих, входы которого соединены с выходами блока формирователей огибающих меандров, входы которого соединены с выходами сумматора,выходы устройства сложени : нэсущих соединены со входами логического блока. 2. Преобразователь по п, 1, отличающийс тем, что устройство сложени несущих выполнено в виде параллельно-последовательно соединенных узлов, каждый из которых содержит элементы НЕ, входы которых попарно соединены со входами одного элемента ИЛИ, а выходы - со входами другого элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ попарно соединены со входами элемента И, причем выходы каждой пары предыдущих узлов соединены со входами одного последующего узла. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 413511, кл. G 08 С 9/04, 1974. The invention relates to automation and computing and can be used in converters of information presentation forms. . A pulsed transducer of angular displacement with a resolution of 16 p. its complexity. The closest technical solution to the present invention is a displacement transducer to a pulse-pulse code comprising a source of alternating voltage, a sine-cosine angle sensor, a scale unit, a sum-difference unit, a phase-sensitive rectifier unit, a driver unit, switches and a logic unit. The alternating voltage source is connected to a sine-cosine angle sensor, the outputs of which are connected to the scale unit. The outputs of the latter are connected to the input summ6 of the difference unit, the outputs of which are connected to the block of drivers via one block of phase-sensitive rectifiers, one and the other outputs of which are connected to the corresponding switches. The outputs of the switches are connected to the inputs of the logic unit whose outputs are the outputs of converter 2. The introduction of a scale unit connected between an angle detector and a sum difference unit, as well as increasing the number of drivers and phase-sensitive rectifiers, proportionally to the number of scaling levels, made it possible to increase the resolution of the converter to 32 R. and more. However, the disadvantage of this converter is that resolution perturbation is accompanied by a considerable complexity of the design and a decrease in the reliability of the converter. The purpose of the invention is to increase the reliability and simplify the converter while maintaining high resolution. The goal is achieved by the fact that in the converter of the angle of rotation of the shaft into a code containing a source of alternating voltage, the output of which is connected to the input of a sius-cosine angle sensor, the outputs of which are connected to the inputs of the scale unit whose output is connected to the inputs of the adder, the unit is formed ± The spruce of the enveloping meanders and the logic block, the device for adding the carriers, the inputs of which are connected, is introduced. with the outputs of the block of shapers of the enveloping meanders, the inputs of which are connected to the outputs of the adder, the outputs of the device for adding carriers are connected to the inputs of the logic unit. This makes it possible to combine, in a single process, the detection and integration of a multiphase envelope system filled with a carrier from the output of the adder into two pulse signals that are relative to each other at an angle u.ot- corresponding to 90 el. hail, by pairing ogibakndih on the carrier frequency with the alternating interaction of the corresponding pair of envelopes among themselves as the reference and signal voltage of the phase-sensitive rectifier. Due to this possibility. It is possible to exclude the block of phase-sensitive detectors, and at the same time to increase the reliability and simplify the design of the converter, retaining the high resolution. The device for adding carriers is made in the form of parallel-connected nodes, each of which contains NOT elements, whose input is connected in pairs to the inputs of one OR element, and output to the inputs of another OR element, and the outputs of the OR element are connected in pairs to the inputs of the AND element, each output pairs of previous nodes. are connected to the inputs of a single last node Tsegr. FIG. 1 shows a block diagram of a converter for turning the shaft to the code in FIG. 2 is a block diagram of a carrier addition device; in fig. 3 is a block diagram of a single node of the device for adding carriers; in fig. 4 - diagram of the operation of the converter angle of rotation of the shaft into the code. The rotation angle converter shaft to code contains a source of variable voltage 1 connected to the input of a sine-cosine angle sensor 2, the output of which is connected to the inputs of the scale unit 3, the outputs of which are connected to the inputs of the adder 4 connected to the outputs of the block 5 shapers envelopes meanders. The outputs of the block 5 of the formers of the enveloping meanders are connected to the inputs of a device for adding the carriers, the output of which is connected to the inputs of the logic block 7. The outputs of block 7 are the outputs of the converter. The device 6 of the addition of carriers is made in the form of parallel-serially connected nodes 8-1 t 8-7 (Fig. 2), the outputs of the two previous ones of which are pairwise combined at the inputs of one subsequent node. Each of the nodes 8-1 g 8-7 (Fig. 3) contains NO elements, the inputs of which are combined in pairs at the inputs of one OR element, and the outputs at the inputs of another OR element. The outputs of the elements OR are pairwise connected at the inputs of the element I. The inputs of the nodes 8-1 f 8-7 are the inputs of the elements NOT, and the outputs are the outputs of the elements I. The following symbols are accepted in the description of the proposed converter and in the diagram of FIG. the output of the variable voltage source 1; and, 2 signals from the outputs of the sinus and cosine windings of the sensor 2; 4.-L - direct signals from the outputs of the scale S .Ua..Uj.j.Ui., Th block 3; 0, d.,. 0,.,. 0 ,,,. inverse signals OAA-L-a. Ots-s from the outputs of the scale unit 3; ъ signal from the outputs of the block 5 of the meanders of the envelopes of the meanders; 1c t-and - signals from the outputs of the elements OR of the node 8-1 of the device 6 of the complex of carriers signals from the outputs of the elements And nodes 8-1 t 8-6 device 6 add carrier; signals from the outputs of the device 6 layer carrier; and t and are signals from the outputs of logic block 7 The converter operates as follows. The variable voltage source 1 applies a sine-cosine sensor with a voltage UQ U sinuit de - voltage amplitude; ttJ - circular frequency. At the same time, the voltage U -KU S-iHp i% i u) t, Ui X X Uj is removed from the output of sensor 2, U ... U э «« L L sin tt t. de K - sensor transmission coefficient; p is the number of pairs of poles of the sensor; dl. - the angle of rotation of the sensor rotor. Signals and and and arrive at the inputs of scale unit 3, which converts these signals into a system of multi-level alternating voltages, and 2 - / - 3 - /. 2-2 2-2 2 Og.2, Oj. ,, (in the diagram of Fig. 4, the indicated signals are, of course, depicted without a carrier). The discreteness of the amplitude change in the scale unit 3 is determined by the given discreteness of the measurement of carbon Forehead movement. In the adder 4, the output voltages of the scaler unit 3 are converted into a multiphase signal system with a frequency of sine and cosine signals from the outputs of sensor 2, each of which, relative to its neighbors, is phase shifted by an envelope by an angle of ° C-. For this, in the adder 4, the sine channel signals are added and subtracted to the cosine channel signals. The signals from the output of the adder 4, filled with the carrier, arrive at the inputs of the block 5 of the envelopes of the envelopes of the meanders, generating signals / waves of the meander type carrier (in the diagram of Fig. 4, the envelopes, i.e., the meanders having the same and respectively opposite phases with respect to to the supply voltage p). The signals and -r from the outputs of the block 5 of the envelopes of the envelopes of the meanders are fed to the inputs of the nodes 8-1 f 8-4 of the device for adding the carriers 6 (Fig. 2). In each of these nodes, for example in node 8-1 (Fig. 3), the input signals are paired (having a 90 degree gradient) directly and through the elements do NOT connect to the inputs of the OR elements, which perform the following logical functions: ,,, ,; UV-0 -, u, 5; and:, - and,. Each OR element forms the sameand with the same phase at the output of the meanders having the same phase as the other, and performs two half-period straightening (detection) of the logical level when processing the meanders having the opposite phase. In this case, the signal u {is in one and three quarters of the envelope period and rectified voltage with logic level 1, in the second quarter - square wave with the phase coinciding with the phase of the supply voltage Up, in the fourth quarter - square wave with opposite phase in relation to the phase voltage U,. The U signal represents the first and the third quarters of the envelope period U 1, the rectifier voltage with a logic level, the second quarter - the square wave with the opposite phase relative to the voltage and, and in the fourth quarter - the square wave with the phase that coincides with the voltage phase Uo From the diagrams (Fig. 4), it follows that the signals and Uj contain in the second and fourth quarter x square wave with opposite. opposite in relation to the envelope and phases. The phases of the signals 04 are similarly related to the phase of the envelope U-. J From the outputs of the elements OR, the signals and, and and Uj 44 are fed to the inputs of the corresponding elements AND, the real function. The elements AND when processing the meanders ,. having opposite phases, perform a two-period straightening with a logic level O. Since the signals Uy and U2 contain mgankras with opposite to the supply voltage and phases in the second and fourth quarter of the envelope, the signal Uj is removed from the output of one element J with the exception of the meanders and double the frequency with respect to the frequency of the envelope U-. Processing of signals ui and another element I. is also carried out in a similar way. From the output of this signal the signal is removed both with the exclusion of meanders and twice the frequency with respect to the frequency of the bend), it is U-,. Thus, at the output of the elements And, the formation of the signals Uy and with a doubled frequency with respect to the envelope,) and phase shift between the signals 90 el. hail. At the same time, a full-wave straightening is performed. The signals U -f-U / are generated in an anpshytic manner. in nodes 8-2 t 8-4 devices 6 add carrier. From the outputs of these nodes, the signals and -f in pairs (having a shift of 90 al, grad) arrive at the inputs of nodes 8-5 and 8-6, which form the signals and /, - which “e also come in pairs to node 8-7. As a result of successively combining the signals at the outputs of the device 6 for the addition of carriers, two rectified (detected) CHrHeUia and displaced one on another by yron.Aet, concurrently 30 el. Degrees, are formed. High-frequency components (emissions |, arising due to temporal spreads of logic elements at the edges of the fronts of the meanders, can be filtered out in known ways, for example, with the help of an integrating RC-chain. Signals C and are fed to the inputs of logic block 7, which performs the differentiation of these signals along the front and rear edges with the formation of angle increment pulses at the corresponding output depending on the direction of rotation of the shaft. The resolution of the proposed converter can be Avg 32p and more - depending on the co-implementation of the device for adding the carriers, the introduction of which does not introduce additional errors and somewhat increases the accuracy of the converter by reducing the total number of consecutively connected blocks in the conversion circuit. The device 6 for adding the carriers can easily be microminiaturized since It is built on the elements of discrete technology. Improving the reliability and simplifying the design of the converter while maintaining high resolution is caused by flushes the economic effect of the present invention. Claim 1. Shaft angle converter in a code containing a source of alternating voltage, the output of which is connected to the input of a sine-cosine angle sensor, the output of which is connected to the inputs of the scale unit whose outputs are connected to the inputs of the adder, the unit of the envelopes of the meanders and the logical unit, in order to improve the reliability and simplify the converter, a device for adding carriers is inserted into it, the inputs of which are connected to the outputs of the block of envelope formers of mea wood, whose inputs are connected to the adder outputs, the outputs combining: nesuschih connected to the logic block inputs. 2. The converter according to claim 1, characterized in that the device for adding carriers is made in the form of parallel-connected nodes, each of which contains NOT elements, whose inputs are pairwise connected to the inputs of one OR element, and the outputs to the inputs of another OR element, the outputs of the elements OR are pairwise connected to the inputs of the element AND, and the outputs of each pair of previous nodes are connected to the inputs of one subsequent node. Sources of information taken into account in the examination 1, USSR Copyright Certificate 413511, cl. G 08 C 9/04, 1974.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2489760, кл. .G 08 С 9/00 1977 (прототип).2. USSR author's certificate for application number 2489760, cl. .G 08 C 9/00 1977 (prototype).
fi/rjfi / rj