SU840993A1 - Многоканальный преобразовательуглА пОВОРОТА ВАлА B КОд - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике преобразования аналог-цифра и может быть применено в информационных и управляющих автоматизированных системах, использующих цифровые вычисли- Э тельные машины (ЦВМ) для преобразования угла поворота вала в цифровой код.

Известен многоканальный фазометрический преобразователь угол-код, ·” содержащий η синусно-косинусных вращающих трансформаторов, выходы которых соединены с коммутатором каналов, выходы которого через эмиттерные повторители и фазосдвигающую цепь сое- 15 динены с нуль-органами, узел измере- < ния временного интервала и узел управления [1]·

При работе такого преобразователя совместно с ЦВМ, после запроса 20 номера канала, известный многоканальный фазометрический преобразователь готов выдать результат измерения в ЦВМ через время, состоящее из времени ожидания опорного импульса и 25 времени ожидания сдвинутого импульса, т.е. всего до двух периодов частоты напряжения питания датчиков для каждого канала. Суммарное время, необходимое для считывания выходной ин- 30 формации по всем каналам такого преобразователя, т.е. длительность цикла обмена с ЦВМ составляет 2пТ, где Т период опорного сигнала и при большом числе каналов может быть значительным.

.При наличии каналов, градиент изменения выходной информации в которых либо равен нулю, либо незначителен, эффективность использования ЦВМ снижается .

Из известных наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов соединенный с первым входом узла фазирования, ко второму входу которого через селектор каналов подключен адресный регистр, к третьему входу узла фазирования подключен формирователь импульсов опорной фазы, ко входу которого подключен источник питания,соединенный с фазовращателями по числу каналов, выходы которых соединены через соответствующие формирователи импульсов, соответственно со вторым и третьим входами селектора каналов, реверсивный счетчик импульсов, блок управления, содержащий ключевые элементы разрешения прохождения опор ных и сдвинутых импульсов, узел выработки сигнала готовности, триггер и элементы И,причем выходы ключевых элементов разрешения прохождения опорных и ^сдвинутых импульсов соединены . соответственно с единичными входами триггеров, а их входы - с выходами (узла фазирования, выхода элементов И соединены соответственно со входами сложения и вычитания счетчика импульсов, входы первого элемента И динены соответственно с единичным выходом первого триггера, нулевым ходом второго триггера и выходом ге-и’ нератора импульсов, а входы второго элемента И - соответственно с нулевым выходом первого триггера, еди- 1'5 ничным выходомвторого триггера й выходом генератора импульсов, а узел выработки сигнала готовности выполнен * в виде элемента И, входы которого соединены соответственно с единичны- 20

ми выходами триггеров и выходом генератора импульсов [2}.

При большом числе каналов суммарное время считывания выходной информации такого преобразователя, т.е. 25 длительность цикла обмена с ЦВМ,остается значительным при наличии каналов, градиент изменения выходной информации которых в данный момент времени равен нулю, иДй незначителен, эффективность использования ЦВМ недо- ¹³ статочна.

Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя, что ведет к повышению эффективности исполь- _ зования ЦВМ, путем выдачи в нее из преобразователя выходной информации только тех каналов, в которых градиент изменения информации в текущий момент времени отличен от нуля, либо превышает установленное значение. 40

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питания, фазовращатели по числу каналов, формирова- 45 тели импульсов, первый селектор каналов, узел фазирования, блок управления, реверсивный счетчик, адресный регистр и генератор импульсов, соединенный с первыми входами блока управления и узла фазирования, ко второму входу которого подключен первый селектор каналов, а к третьему входу формирователь импульсов опорной фазы, ко входу которого подключен источник . питания, соединенный со входами фазо- 55 вращателей по числу каналов, выходы которых соединены через соответствующие формирователи импульсов соответственно со вторым и третьим входами первого.селектора каналов, причем 60 выходы узла фазирования соединены со вторым и третьим входами блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами сложения и вычитания ревер сивного счетчика, введены два регистра, элемент ИЛИ, второй селектор каналов, узел сравнения и командный узел, причем выход адресного регистра соединен с первыми входами первого и второго селекторов каналов и первыми управляющими входами первого и второго регистров, вторые управляющие входы ίοτορΗΧ соединены с первым выходом омандного узла, а выход реверсивного счетчика соединен с информационными входами первого и второго регистров и первым входом узла сравнения,второй вход которого соединен с выходом второго селектора, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго регистров, выход узла сравнения соединен с первым входом командного узла, второй вход которого.соединен с третьим выходом блока управления, а второй выход командного узла- со входами узла формирования адреса и элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом блока управления.

На чертеже изображена функциональная схема многоканального преобразователя угла поворота вала в код.

Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 питания датчиков, фазовращатели 2,3, формирователь 4 импульсов опорной фазы, формирователи 5,6 импульсов из синусоидального напряжения, первый селектор 7 каналов,адресный регистр 8, первый 9 и второй 10 регистры, второй селектор 11 каналов, узел 12 фазирования, блок 13 управления, генератор 14 импульсов, реверсивный счетчик 15, командный узел 16,узел 17 сравнения, элемент ИЛИ 18 и шину 19 установки исходного состояния. Кроме того, на чертеже изображена ЦВМ 20 и ее подключение к узлам преобразователя. Выход источника 1 питания датчиков подключен к фазовращателям 2, используемым в качестве датчиков углов, и к формирователю 4 импульсов опорной фазы, входы формирователей 5,6 импульсов из синусоидального напряжения подключены к выходам фазовращателей 2,3, а выходы ко входам первого селектора 7 каналов, управляющий' вход которого соединен с выходом адресного регистра 8 и с первыми управляющими входами первого 9 и второго 10 регистров и управляющим входом второго селектора 11 каналов. Выходы первого селектора Ί каналов и формирователя 4 импульсов опорной фазы соединены соответственно со вторым и третьим входами узла 12 фазирования соединены со вторым и'третьим входами блока 13 управления первый вход узла 12 фазирования и вход блока 13 управления соединен с выходом генератора 14 импульсов.

Первый и второй выходы блока управления 13 соединены со' входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 15, третий выход блока управления 13 соединен со входом командного узла 16. Выход реверсивного , счетчика 15 соединен с информационными входами первого 9 и второго 10 регистров и первым входом узла 17 сравнения.

Выходы первого 9 и второго 10 .регистров соединены с информационны)ли входами второго селектора 11 каналов, выход которого соединен со вторым входом узла 17 сравнения и с информационным входом ЦВМ .20. Выход узла 17 сравнения соединен со вто- 15 рым входом командного узла 16, первый выход которого соединен со вторыми управляющими входами первого 9 и второго 10 регистров и с другим входом ЦВМ 20, а второй выход командного 20 узла 16 соединен с первыми входами 8 и элемента ИЛИ 18. Выход ЦВМ 20 соединен со вторыми входами адресного регистра 8 и элемента ИЛИ 18. По шине 19 на третий вход адресного регист-25 ра 8 и пятый вход блока 13 управления подается сигнал установки исходного состояния.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение источ- ^{15 и} ника 1 питания датчиков после фазовращателей 2 и 3 меняет фазу в соответствии с угламиповорота каждого из фазовращателей. С выходов формирователей 5 и 6 подаются на селектор 55 каналов 7 импульсы, сдвинутые по времени относительно сигналов формирователя 4, величина сдвига пропорциональна измеряемому углу поворота данного фазовращателя. 40

Сигнал установки исходного состояния, поступающий по шине 19, сбрасывает в исходное состояние блок управления 13 и адресный регистр 8, на выходе которого при этом формируется адрес первого канала, подающий ко входу узла 12 фазирования через первый селектор 7 каналов сигналы с выхода формирователя 5 или б выбранного канала, которые после привязки по фазе к импульсам генератора 14 поступают на вход блока 13 управления.

Блок 13 управления в зависимости от соотношения моментов прихода импульсов формирователя 4 опорной фазы и соответствующего формирователя 5(6) 55 импульсов формирует на одном из своих выходов (сложения или вычитания) временной интервал, заполненный им.пульсами генератора 14, соответствую(щий измеряемому углу. &Q

Импульсы генератора 14, заполняющие сформированный временной интервал, просчитываются в счетчике 15, на выходе кото рого формируется цифровой код, Соответствующий измеряемому углу.

С выхода счетчика 15 цифровой код поступает на узел 17 сравнения, в котором происходит постояннфе сравнение текущего кода с кодом предыдущего периода измерения, который поступает на узел 17 сравнения через второй селектор 11 каналов с выхода первого 9 или второго 10 регистров, в зависимости от адреса,сформированного на выходе адресного регистра 8.

В ромеит окончания измеряемого интервала блок 13 управления прекращает поступление импульсов генератора 14 на вход счетчика 15 и на третьем выводе блока 13 управления формируется импульс готовности результата преобразования, который поступает на вход командного узла 16, стробируя запись результата сравнения с выхода узла 17 сравнения.

Если измеряемый угол не изменился, т.е. цифровой код, записанный в счетчике 15 и в одном из регистров 9 или 10 одинаков, то узел 17 сравнения выдает на вход командного узла 16 сигнал сравнения, и на втором выходе последнего по сигналу готовности с выхода блока 13 управления формируется импульс, по которому адресный регистр 8 формирует адрес следующего абонента и этот же импульс, проходя через элемент ИЛИ 18, устанавливает исходное состояние блока 13 управления. При этом информация в ЦВМ 20 не выдается.

Если измеряемый угол изменился, т.е. цифровой код, записанный в счетчике 15 и в одном из регистров 9 или 10 неодинаков, то узел 17 сравнения выдает на вход командного узла 16 сигнал несравнения. При этом по сигналу готовности с выхода блока 13 управления на первом выходе командного узла 16 формируется сигнал запроса на выдачу информации в ЦВМ 20, и одновременно по этому сигналу информация из счетчика 15 переписывается в первый 9 или второй 10 регистр, в соответствии с выработанным адресом. Информация о результате измерения выдается в ЦВМ 20 с выхода второго селектора каналов 11. После приема информации ЦВМ 20 выдает сигнал конца обмена, по которому адресный регистр 8 формирует адрес следующего канала измерения. Одно'временно сигнал конца обмена, проходя через элемент ИЛИ 18, устанавливает блок 13 управления в исходное состояние. Таким образом', последовательно происходит преобразование углов в код во всех каналах. После окончания преобразования последнего канала адресный регистр 8 вырабатывает адрес первого канала и процесс преобразования повторяется.

Таким образом, после получения запроса на выдачу информации, ЦВМ затрачивает время, необходимое только для считывания данной информации, которое определяется уже собственным быстродействием ЦВМ. _

При наличии измерительных каналов, ³ градиент изменения входной величины которых либо равен нулю, либо незначителен, запрос на выдачу информации не вырабатывается, и ЦВМ время [на опрос преобразователя не затрачивает.

Claims (2)

1. ;54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Hbjx и сдвинутых импульсов, узел выработки сигнала готовности, триггер и элементы И,причем выходы ключевых элементов разрешени  прохождени  опо ных и сдвинутых импульсов соединены соответственно с единичными входами триггеров, а их входы - с выходами {узла фазировани , выходы элементов И соединены соответственно со входами сложени  и .вычитани  счетчика импульсов , входы первого элемента И со динены соответственно .с единичным выходом первого триггера, нулевым вы ходом второго триггера и выходом ге нератора импульсов, а входы второго элемента И - соответственно с нулевым выходом триггера, единичным выходом второго триггера и выходом генератора импульсов, а узел вьфаботки сигнала готовности выполне в виде элемента И, входы которого соединены соответственно с единичными выходами триггеров и выходом гене ратора импульсов
2. 2. При большом числе каналов суммарное врем  считывани  выходной информ ции такого преобразовател , т.е. длительность цикла обмена с ЦВМ,остаетс  значительным при наличии каналов , гргодиент изменени  выходной информации которых в данный момент времени равен нулю, иЛи незначителен эфф;ективность использовани  ЦВМ недо статочна. Цель изобретени  - повышение быстродействи  преобразовател , что ве дет к повышению эффективности исполь зовани  ЦВМ, путем выдачи в нее из преобразовател  выходной информации толькб тех каналов, в которых градиент изменени  информации в текущий момент времени отличен от нул , либо превышает установленное значение. Поставлейна  цель достигаетс  тем, что в многоканальный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питани , фазовращатели по числу каналов, формироватали импульсов, первый селектор кана лов, узел фазировани , блок управлен реверсивный счетчик, адресный регистр и генератор импульсов, соединенный с входами блока управ лени  и узла фазировани , ко второму входу которого подключен первый селектор каналов, а к третьему входу .формирователь импульсов опорной фазы ко входу которого подключен источник питани , соединенный со входами фазо вращателей по числу каналов, выходы которых соединены через соответствую щие формирователи импульсов соответственно со вторым и третьим входами первого. селектора каналов, причем выходы узла фазировани  соединены со вторым и третьим входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами сложени  и вычитани  реверсивного очетчика, введены два регистра , элемент ИЛИ, второй селектор каналов, узел сравнени  и командный узел, причем рыход адресного регистра соединен с первыми входами первого и второго селекторов каналов и первыми управл ющими входами первого и второго регистров, вторые управл ющие входы которых соединены с первым выходом рсомандного узла а выход реверсивного счетчика соединен с информационными входами первого и второго регистров и первым входом узла сравнени ,второй вход которого соединен с выходом второго селектора, второй и третий .входы КОТОР.ОГО соединены с выходами первого и второго регистров, выход узла сравнени  соединен с первым входом командного узла, второй вход которого.соединен с третьим выходом блока управлени , а второй выход командного узла- со входами узла формировани  адреса и элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом блока управлени . На чертеже изображена функциональна  схема многоканального преобразовател  угла поворота вала в код. Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 питани  датчиков, фазовращатели 2,3, формирователь 4 импульсов опорной фазы, формирователи 5,6 импульсов из синусоидального напр жени , первый селектор 7 каналов,адресный регистр 8, первый 9 и второй 10 регистры, второй селектор 11 каналов, узел 12 фазировани , блок 13 управлени , генератор 14 импульсов, реверсивный счетчик 15, командный узел 16,узел 17 сравнени , элемент ИЛИ 18 и шину 19 установки исходного состо ни . Кроме того, на чертеже изображена ЦВМ 20 и ее подключение к узлам преобразовател . Выход источника 1 питани  датчиков подключен к фазовращател м 2, используемым в качестве датчиков углов, и к формирователю 4 импульсов опорной фазы, входы формирователей 5,6 импульсов из синусоидального напр жени  подключены к выходам фазовращателей 2,3,.а выходы ко входам первого селектора 7 каналов, управл ющий вход которого соединен с выходом адресного регистра 8 и с первыми управл ющими входами первого 9 и второго 10 регистров и управл ющим входом втррого селектора 11 каналов. Выходы первого селектора 7 каналов и формировател  4 импульсов опорной фазы соединены соответственно со вторым и третьим входами узла 12 фазировани  соединены со вторым и Третьим входами блока 13управлени  первый вход узла 12 фазировани  и вход блока 13 управлени  соединен с выходом генератора 14импульсов. Первый и второй выходы блока управлени  13 соединены со входами сложени  и вычитани  реверсивного счетчика 15, третий выход блока улравлени  13 соединен со входом командного узла 16. Выход реверсивного счетчика 15 соединен с информационны ми входами первого 9 и второго 10 ре гистров и первым входом узла 17 срав нени . Выходы первого 9 и второго 10 эегистров соединены с информационны |.1и входами второго селектора 11 каналов , выход которого соединен со вторым входом узла 17 сравнени  и с информационным входом ЦВМ .20. Выход узла 17 сравнени  соединен со вторым входом командного узла 16, первый выход которого соединен со вторыми управл ющими входами первого 9 и второго 10 регистров и с другим входом ЦВМ 20, а второй выход командного узла 16 соединен с первыми входами 8 и элемента ИЛИ 18. Выход ЦВМ 20 соединен со вторыми входами адресного регистра 8 и элемента ИЛИ 18. По шине 19 на третий вход адресного регис ра 8 и п тый вход блока 13 управлени подаетс  сигнал установки исходного состо ни . Устройство работает следующим образом . Синусоидальное напр жение источника 1 питани  датчиков после фазовр щателей 2 и 3 мен ет фазу в соответствии с угламиповорота каждого из фазовращателей. С выходов формирователей 5 и б подаютс  на селектор каналов 7 импульсы, сдвинутые по вре мени относительно сигналов формирова тел  4, величина сдвига пропорциональна измер емому углу поворота дан ного фазовращател . Сигнал установки исходного состо  ни , поступающий по шине 19, сбрасывает в исходное состо ние блок управ лени  13 и адресный регистр 8, на вы ходе которого при этом формируетс  адрес первого канала, подающий ко входу узла 12 фазирювани  через первый селектор 7 каналов сигналы с выхода формировател  5 или 6 выбранного канала, которые после прив зки по фазе к импульсам генератора 14 посту пают на вход блока 13 управлени . Блок 13 управлени  в зависимости от соотношени  моментов прихода импульсов , формировател  4 опорной фазы и соответствующего формировател  5(б) импульсов формирует на одном из своих выходов (сложени  или вычитани временной интервал, заполненный им .пульсами генератора 14, соответствую щий измер емому углу. Импульсы генератора 14, заполн ющие сформированный временной интервал, просчитываютс  в счетчике 15, на выходе которого формируетс  цифровой код, Соответствующий измер емому углу. С выхода счетчика 15 цифровой код поступает на узел 17 сравнени , в котором происходит посто ннре сравнение текущего кода с кодом предьщущего периода -измерени , который поступает на узел 17 сравнени  через второй селектор 11 каналов с выхода первого 9 или второго 10 регистров, в зависимости от гщреса,сформированного на выходе адресного регистра В. В к сжент окончани  измер емого интервала блок 13 управлени  прекращает поступление импульсов генератора 14 на вход счетчика 15 и на третьем блока 13 управлени  формируетс  импульс готовности результата преобразовани , который поступает на вход командного узла 16, стробиру  запись результата сравнени  с выхода узла 17 сравнени . Если измер емый угол не изменилс , т,е. цифровой код, записанный в счетчике 15 и в одном из регистров 9 или 10 одинаков, то узел 17 сравнени  выдает на вход командного узла 16 сигнал сравнени , и на втором выходе последнего по сигналу готовности с выхода блока 13 управлени  формируетс  импульс, по которому адресный регистр 8 формирует адрес следующего абонента к этот же импульс , проход  через элемент ИЛИ 18, устанавливает исходное состо ние блока 13 управлени . При этом информаци  в ЦВМ 20 не выдаетс . Если измер емый угол изменилс , т.е. цифровой код, записанный в счетчике 15 и в одном из регистров 9 или 10 неодинаков, то узел 17 сравнени  выдает на вход командного узла 16 сигнал несравнени . При этом по сигналу готовности с выхода блока 13 управлени  на первом выходе командного узла 16 формируетс  сигнал запроса на выдачу информации в ЦВМ 20, и одновременно по этому сигналу информаци  из счетчика 15 переписываетс  в первый 9 или второй 10 регистр, в соответствии с выработанным адресом. Информаци  о результате измерени  выдаетс  в ЦВМ 20 с выхода второго селектора каналов 11. После приема информации ЦВМ 20 выдает сигнал конца обмена, по которому адресный регистр 8 формирует адрес следующего канала измерени . Одно временно сигнал конца обмена, проход  через элемент ИЛИ 18, устанавливает блок 13 управлени  в исходное состо ние . Таким образом , последовательно происходит преобразование углов в код во всех каналах. После окончани  преобразовани  последнего канала адресный регистр 8 вырабатывает адрес первого канала и процесс преобразовани  повтор етс . Таким образом, после получени  за проса на выдачу информации, ЦВМ затрачивает врем , необходимое только дл  считывани  данно информации, ко торое определ етс  уже собственным быстродействием ЦВМ, При наличии измерительных каналов градиент изменени  входной величины которых либо равен нулю, либо незначителен , запрос на выдачу информации не вырабатываетс , и ЦВМ врем  |на опрос преобразовател  не затрачи вает, Формула изобретени  Многоканальный преобразователь угл поворота вала в код, содержащий источ ник питани , фазовращатели по числу каналов, формирователи импульсов,первый селектор каналов, узел фазировани блок управлени , реверсивный счетчик, адресный регистр и генератор импульсо соединённый с первыми входами блока у равлени  и узла фазировани , ко второму входу которого подключен первой селектор каналов, а к третьему входу формирователь импульсов опорной фазы, ко входу которого подключен источник питани , соединенный со входами фазовращателей по числу каналов, выходы которых соединены через соответствую щие формирователи импульсов соответственно со вторым и,третьим входами первого селектора каналов, причем выходы узла фазировани  соединены со вторым и третьим входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами сложени  и вычитани  реверсивного счетчика, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродей-, стви  преобразовател , в него введены два регистра, элемент ИЛИ, второй селектор каналов, узел сравнени  и командный узел, причем выход адресного регистра соединен с первыми входами первого и .второго селекторов каналов и первыми управл ющими входами первого и второго регистров, вторые управл кидие входы которых соединены с первым выходом командного узла, выход реверсивного счетчика соединен с информационными входами первого и второго регистров и первым входом узла сравнени , второй вход которого соединен с выходом второго селектора, второй и третий входы которых соединены с выходами первого и второго регистров , выход узла сравнени  соединен с первым входом командного узла,второй вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , а второй выход командного узла- с первыми входами узла формировани  адреса и элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом блока управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 341065, кл. G 08 С 9/04, 1971, 2,Авторское свидетельство СССР №408 356, кл, G 08 С 9/00, 1971 (прототип).