SU855708A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относитс  к аэтоматйке и вычислительной технике и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным.устройством. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие последовательно соединенные генератор импульсов , делитель частоты, блек пита ни , фазовращатель, выходы которого через блок фазосдвигающих элементов подключены к компараторам, выходы компараторов и генератора импульсов подключены к цифровому измерителю временных интервалов 1. Недостатком таких преобразователей  вл етс  погрешность, вызванна  изменением параметров фазосдвигающих элементов, компараторов, а также сложностью мощного блока питани ,фор мирующего синусоидальное напр жение. Известны также преобразователи угла поворота вала в код, содержащие двухфазный блок питани , подключенный через ком 1утатор к фазовращателю выход коммутатора подключен к преобразователю сдвига фазы в код, другие входы которого соединены с выходами блока управлени  2. Недостатком таких преобразователей  вл етс  сложность блока питани  и необходимость двухфазного фазовращател  . Наиболее близким по технической сущности к П едлагаемому  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, вход которого соединен с выходом блока питани , а выход через коммутатор подключен к блоку фазосдвигающих элементов , выход которого через компаратор подключен к одним входам первого и второго элементов И, другие входы элементов И соединены с первым и вторым выходами блока управлени , а выходы подключены к установочным входам триггера, выход триггера подключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого .соединен с генератором импу., а выход подключен к счетчику, установочный вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , а четвертый выход блока управлени подключен к управл ющим входам коммутатора 3 . Недостатком известного преобразовател   вл етс  его сложность. Блок управлени  такого преобразовател  содержит триггеры, элементы И и врем задающий элемент, например, счетчик. Блок питани  должен содержать фильтр дл  формировани  синусоидального сигнала из пр моугольного и усилитель мощности синусоидального сигнала. В результате блок питани  получаетс  9ЛОЖНЫЙ, с большим энергопотреблением . Кроме того, отсутствие синхронизации генератора заполн ющих импульсов с частотой питающего напр жени   вл етс  источником погрешности преобразовател  .

Целью изобретени   вл етс  упрощение преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель , вход которого соединен с выходом блока питани , а выход через коммутатор подключен к блоку фазосдвигающих элементов, компаратор,подключенный к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с ЕЫХОДОМ блока управлени , а выходы подключены к установочным входам первого триггера , один выход первого триггера подключен к входу третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетчику, введены делитель частоты, второй триггер и фильтр, выход генератора импульсов через делитель частоты подключен к блоку питани , выход блока фазосдвигающих элементов через фильтр подключен к входу компаратора, выход первого элемента И подключен к установочным входам счетчика и к одному входу второго триггера, один выход счетчика подключен к входу блока управлени , а другой выход счетчика к другому входу второго триггера, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, а выходы первого триггера подключены к управл ющим входам коммутатора.

Блок управлени  выполнен в виде триггера с раздельнЕлми входами,один из которых подключен к источнику команды ПУСК.

Структурна  схема преобразовател  представлена на чертеже.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, подключенный через делитель 2 частоты к блоку 3 питани  , представл ющего собой усилитель мощности пр моугольных сигналов с выхода делител  2. Выход блока 3 питани  подключен к фазовращателю 4, выход которого через коммутатор 5 подключен к блоку 6 фазосдвигающих элементов, который осуществл ет сдвиг по фазе несущей на ft сигнала одного входа по отнс иению к сигналу другого входа.

Выход блока 6 через фильтр 7, настроенный на частоту несущей (основна  гармоника выходного напр жени  блока 3), подключен к компаратору 8, выход которого подключен к одним входам элементов И 9 и И 10,вто7 5 рые входы которых соединены с выходом блока 11 управлени , а выходы подключены к триггеру 12. Выходы триггера 12 подключены к управл ющим входам коммутатора 5, а один из выходов

0 триггера 12 подключен к элементу И 13, другой вход которого соединен с выходом генератора 1, а выход подключен к счетчику 14, один выход которого подключен к одному входу триггера

5 15, выход триггера 15 подключен к третьему входу элемента И 10. Выход элемента И 9 подключен к другим входам триггера 15 и счетчика 14, другой выход которого подключен к одноQ му входу блока 11 управлени . Блок 11 управлени  представл ет собой триггер с раздельными входами. Другой вход триггера соединен с источником 16 команды ПУСК.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходна  частота генератора 1 через делитель 2 поступает в блок 3, представл ющий собой усилитель мощности , работающий в ключевом режиме.

0 Пр моугольные сигналы скважностью 2. с выхода блока 3 поступают в обмотку возбуждени  фазовращател  4, на выходе которого формируютс  пр моугольные сигналы, модулированные по

5 амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота. В, исходном положении коммутатор 5 подключает выходные сигналы фазовращател  4 к блоку б фазосдвигающих элементов так, что на

0 выходе блока 6 формируетс  сигнал, сдвинутый по фазе основной гармоники питающего напр жени  на угол, пропорциональный - oL Из выходного сигнала блока 6 с помощью фильтра 7 выдел етс  сигнал основной гармоники.Из

этого сигнала компаратором 8 формируетс  последовательность старт-импульсов .

По сигналу ПУСК с источника 16 пеQ ребрасываютс  триггер блока 11, открываетс  элемент И 9 и первый после сигнала ПУСК старт-импульс устанавливает в Q счетчик 14, перебрасывает триггеры 12 и 15, открываетс  элемент И 13 и импульсы с генератора 1 поступают на счетчик 14. При этом, коммутатор 5 подключает выходные сигналы фазовращател  4 к блоку б так, что на его выходе формируетс  сигнал,- сдвинутый по фазе основной 0 гармоники питающего напр жиии  на угол, пропорциональный +ct, На выходе компаратора В формируютс  стопимпульсы . С промежуточного выхода счетчика 14 формируетс  импульс, устанавливающий триггер блока 11 в первоначальное положение. Этот импульс соответствует первому входному импульсу счетчика 14. Емкость этого .счетчика равна числу импульсов генератора 1, укладывающихс  в период питающего напр жени  блока 3, По переполнению счетчика 14 перекидываетс  триггер 15 и открываетс  элемент И 10. Стоп-импульс после прохождени  элемента И 10 устанавливает триггер 12 в исходное положение, элемент И 13 закрываетс . В счетчике 14 фиксируетс  число импульсов, соответствующее временному интервалу от переполнени  счетчика 14 до прихода стоп-импульса. Это число импульсов соответствует величине двойного угла поворота 2cL входной оси фазовращател  4. Код на счетчике 14 хранитс  до прихода старт-импульса после очередного сигнала ПУСК.

В предложенном преобразователе так же, как ив известном, происходит компенсаци  погрешностей от нестабильности блока б фазосдвигающих элементов и компаратора 8. Кроме того , установка фильтра 7 между блоком фазосдвигающих элементов и компаратором 8 позвол ет значительно . упростить фильтр 7 и выполнить его на основе интегральных микросхем, например, 276ФЕЗ (бКО, 347.012ТУ). Благодар  величине коммутатора 5 нестабильность фильтра 7 не будет вносить погрешность в тракт преобразовани  угла в код. Блок 3 питани  в предложенном устройстве по существу представл ет собой усилитель мощности , работающий в ключевом режиме и усиливающий пр моугольные сигналы с выхода делител  2 частоты.

Значительно упрощаетс  в предложенном устройстве и блок управлени  11, представл ющий собой по существу один триггер. Счетчик 14 выполн ет функцию не только счетчика результата , но и функцию элемента задержки, запрещающего измерение на врем  переходных процессов при переключении выходных сигналов фазовращател  4.

Использование предлагаемого изобретени  обеспечивает по сравнению с

известными устройствами упроикмгис схемного решени .

Claims (3)

1. Преобразователь угла понорО1 ч г вала в код, содержащий фазовращатель, вход которого соединен с выходом блока питани , а выход через коммутатор подключен к блоку фазосдвигающих элементов , компаратор, подключенный к Q первым входам первого и второго э; сментов И, вторые входы которых соединены с выходом блока управлени , а выходы подключены к установочным входам первого триггера, один первого триггера подключен к входу

5 третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетчику , отличающийс  том, что, с целью упрощени  преобразоватс0 л , в него введены делитель частоты, второй триггер и фильтр, выход генератора импульсовчерез делитель частоты подключен к блоку питани , выход блока фазосдвигающих элементов 5 через фильтр подключен к входу компаратора , выход первого элемента И подключен к установочным входам счетчика и к одному входу второго триггера, один выход счетчика подключен к вкоQ ДУ блока управлени , а другой выхол счетчика - к другому входу BTOPOI-O триггера, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, а выходы первого триггера подключены 5 управл ющим входам коммутатора.

2.Преобразователь по п. 1, о т личающийс   тем, что блок управлени  выполнен в виде триггера с раздельными входами, один из которых подключен к источнику команды

0 ПУСК.

J Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3505669, кл. 340-347, опублик. 1970. 5 2. Авторское свидетельство СССР № 407370, кл. G 08 С 9/04, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР № 607249, кл. G 08 С 9/04, 1974 (прототип).