SU913427A1 - Преобразователь угла поворота вала в код1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может ! быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие генератор импульсов, подключенный к одним входам блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты, и через блок питания к фазовращателю, выходы.которого подключены к другим входам блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты соответственно, выходы которых подключены к блоку формирования выходного кода [ 1 ].

Недостатком известных преобразователей является невысокая точность.

Известны также преобразователи, содержащие генератор импульсов ₎ подключенный через первый делитель частоты к одному входу блока автоподстройки опорной частоты, выход ко2

торого подключен к фазовращателю, выходы генератора импульсов и фазовращателя подключены к входам блока автоподстройки сдвинутой по фазе час тоты. Входы и выходы блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты через переключатель подключены к фазовому детектору,выход которого через синхронный детектор подключен к другому входу блока автоподстройки опорной частоты.Выход первого делителя частоты через второй делитель частоты подключен к управляющим входам переключателя и синхронного детектора (2].

Недостатком такого устройства является сложность, вызванная необходимостью введения фазового и синхронного детекторов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению

является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный к одним

3

913427

4

входам блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты, к входу сложения реверсивного счетчика и через блок питания к фазовращателю, выходы которого подключены к другим ' , входам блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты соответственно, выходы блока автоподстройки сдвинутой по фазе частоты через соответствующие элементы ИЛИ г

подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, выходы разрядов которого и один выход блока автоподстройки опорной частоты подключены к блоку формирования ,

выходного кода, выход переполнения реверсивного счетчика и выход опорного сигнала фазовращателя подключены к фазовому, детектору, выход которого через блок преобразования 2 напряжения в частоту подключен к другим входам элементов ИЛИ [3].

Недостатком известного устройства является его погрешность, вызванная неидентичностью характеристик { фазовых детекторов, входящих в блоки автоподстройки частоты.

Цель изобретения - повышение точности преобразования. ₃

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный к одним входам блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты, к входу ело- ³ жения реверсивного счетчика и через блок питания к фазовращателю,выходы которого подключены к другим входам блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты соответ- ⁴ ственно, выходы блока ав.топодстройки сдвинутой по фазе частоты через соответствующие элементы ИЛИ подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, выходы разрядов ⁴ которого и один выход блока автоподстройки опорной частоты подключены к блоку формирования выходного кода, фазовый детектор, блок преобразования напряжения в частоту, в него ⁵ введены два переключателя, сумматор, два элемента И, второй реверсивный счетчик, блок преобразования кода в напряжение и блок управления, один выход которого подключен к управляю- 5 щим входам переключателей и второго реверсивного счетчика, а инверсный выход - к управляющим входам элементов И, входы первого переключателя соединены с другим выходом блока автоподстройки опорной частоты и выходом первого реверсивного счетчика, а входы второго переключателя соединены с выходами фазовращателя, выходы переключателей подключены к фазовому детектору, выход которого подключен к одному входу сумматора,

и выход сумматора через блок преобразования напряжения в частоту подключен к сигнальным входам элементов И и входам сложения и вычитания второго реверсивного счетчика, выходы

5 разрядов которого через блок преобразования кода в напряжение подключены к другому входу сумматора, а выходы элементов И подключены к другим входам соответствующих элементов ИЛИ.

₀ На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 им₅ пульсов, подключенный к одним входам блоков 2 и 3 автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты, к входу сложения и вычитания реверсивного счетчика 4 и через блок 5 питания

₀ к фазовращателю 6, выходы которого подключены к другим входам блоков 2 и 3 автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частоты соответственна выходы блока 3 автоподстройки сдвинутой по фазе частоты через соот⁵ ветствующие элементы ИЛИ 7 и 8 подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 4, выходы разрядов которого и один выход блока 2 автоподстройки опорной частоты

⁰ подключены к блоку 9 формирования выходного кода. Один выход блока 10 управления подключен к управляющим входам переключателей 11 и 12 и второго реверсивного счетчика 13, а

⁵ инверсный выход - к управляющим входам элементов И 14 и 15. Входы первого переключателя 11 соединены с другим выходом блока 2 автоподстройки частоты и выходом реверсивного счетчика 4, а входы второго переключателя 12 соединены с выходами фазовращателя 6. Выходы переключателей 11 и 12 подключены к фазовому детектору 16, выход которого подключен к одному входу сумматора 17· Выход сумматора 17 через блок 18 преобразования напряжения в частоту подключен к сигнальным входам элемен6

5

тов И 14 и 15 и входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 13, выходы разрядов которого через блок 19 преобразования кода в напряжение подключены к другому входу сумматора 17, θ выходы элементов И 14 и 15 подключены к другим входам соответствующих элементов ИЛИ 7 и 8,

Блоки 2 и 3 автоподстройки частоты содержат реверсивные счетчики 20 и 21, фазовые детекторы 22 и 23 и блоки 24 и 25'преобразования напряжения в частоту.

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 1 через блок 5 питания поступают на вход фазовращателя 6. Фазовый сдвиг между выходными напряжениями фазовращателя 6 пропорционален углу сС поворота его входного вала. В установившемся состоянии импульсы на выходе блока 24 преобразования напряжения в частоту отсутствуют.

I

При отсутствии сигнала коррекции с выхода блока 10 переключатели 11 и 12 коммутируются таким образом, что на входы фазового детектора 16 поступают импульсы с выхода реверсив-зо ного счетчика 4 и сдвинутое по фазе , напряжение Ιίφ фазовращателя 6, элементы И 14, 15 открыты, а входы суммирования и вычитания реверсивного счетчика 13 закрыты. Выходное напряжение фазового детектора 16 поступает на сумматор 17, где складывается с выходным напряжением блока 19·При наличии на выходе сумматора 17 напряжения рассогласования блок 18 вырабатывает импульсы по одному из выходов.Эти импульсы поступают на вход суммирования или вычитания реверсивного счетчика 13 и на один из входов элементов 14 и 15· С выхог дов элементов 14 и 15 импульсы отработки через элементы ИЛИ 7, 8 поступают на управляющие входы реверсивного счетчика 4 и смещают фазу импульсов на его выходе так, чтобы, на выходе фазового дискриминатора 16 установилось напряжения, при котором импульсы на выходе блока 18 отсутствуют. Поскольку входы суммирования и вычитания реверсивного счетчика 13 закрыты, изменение состояния его и изменение напряжения на выходе блока 19 не происходит. Разность кодов реверсивных счетчиков 4 и 20

913427

пропорциональна угловому положению входного вала фазовращателя 6. В момент переполнения реверсивного сметчика 20 его выходной импульс перепи5 сывает код реверсивного сметчика 4 в блок 9·

В режиме коррекции переключатели 11 и 12 коммутируются таким образом, что на входы фазового детектора 16 Ю поступают импульсы с выхода реверсивного счетчика 20 и опорное напряжение и от фазовращателя 6, элементы И 14, 15 закрыты, а входы суммирования и вычитания реверсивного 15 счетчика 13 открыты.

При таком включении на входы фазовых детекторов 22 и 16 поступают одни и те же сигналы. Поскольку блок 2 находится в согласованном положе20 нии, импульсы на выходе блока 24 преобразования напряжения в частоту отсутствуют. Если параметры последовательно соединенных фазового детектора 22 и блока 24, а также фазового 25 детектора 16 и блока 18 идентичны, то на выходе блока 18 импульсы отсутствуют. При неидентичности упомянутых пар блоков на выходе блока 18 вырабатываются импульсы и реверсивный счетчик 13 изменяет свое состояние, соответственно меняется и напряжение на выходе блока 19, которое поступает на второй вход сумматора 17 Указанные изменения происходят до 35 тех пор, пока напряжение с выхода блока 19 не скомпенсирует напряжение неидентичности. Во время коррекции элементы И 14, 15 закрыты, импульсы на управляющие входы ревер40 сивного счетчика 4 не поступают и разность кодов реверсивных счетчиков 4 и 20 сохраняется такой, какая она была до коррекции. После окончания коррекции восстанавливается 45 первоначальная коммутация переключателей 11 и 12, полученное напряжение компенсации на выходе блока 19 сохраняется до следующего импульса коррекции. Если полученное напряже50 ние компенсации не равно предшествующему, то после окончания коррекции на выходе блока 18 вырабатывают импульсы, которые поступают на управляющие входы реверсивного счетчика ₅₅ 4 и подкорректируют его состояние.

При изменении углового положения

.вала изменяется фаза выходного напряжения и_уЫф,Блок 3 отслеживает это

3

7 91

изменение и на выходе блока 25 вырабатываются импульсы отработки, которые поступают на управляющие входы с реверсивного счетчика 21 непосредственно и на управляющие входы реверсивного счетчика 4 через элементы ИЛИ 7 и 8. Под действием этих имгьульсов изменяется фаза выходного сигнала на выходе реверсивного счетчика 4, которая сравнивается с фазой ’ напряжения чэ фазовом дискриминаторе 16. При наличии ошибки блок 18 вырабатывает импульсы, которые через элементы 14 и 15 и элементы 7 и 8 поступают на управляющие входы 1 реверсивного счетчика 4.

При изменении углового положения . вала фазовращателя 6 в режиме коррекции на управляющие входы реверсивного счетчика 4 поступают только импульсы с выхода блока 25·

В таком преобразователе производится автоматическая коррекция ухода нулевого положения от действия дестабилизирующих факторов,что повышает точность преобразования в целом.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный к одним входам блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частот, к входу сложения реверсивного счетчика и через блок питания к фазовращателю, выходы которого подключены к другим входам блоков автоподстройки опорной и сдвинутой по фазе частот соответственно, выходы блока автоподстройки сдвинутой по фазе частоты через соответствующие элементы ИЛИ подключены к входам слокения и вычитания реверсивного счетчика, выходы разрядов которого и один выход блока автоподстройки опорной частоты подключены к блоку формирования выходного кода, фазовый

   5 детектор, блок преобразования напряжения в частоту, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены два переключателя, сумматор, два элемента И, второй реверсивный счетчик, блок преобразования кода в напряжение и блок управления, один выход которого подключен к управляющим входам переключателей и второго

   5 реверсивного счетчика, а инверсный выход - к управляющим входам элементов И, входы первого переключателя соединены с другим выходом блока автоподстройки опорной частоты и вы!0 ходом первого реверсивного счетчика, а входы второго переключателя соединены с выходами фазовращателя, выходы переключателей подключены к фазовому детектору, выход которого

   '5 подключен к одному входу сумматора, выход сумматора через блок преобразования напряжения в частоту подключен к сигнальным входам элементов И и входам сложения и вычитания

   о второго реверсивного счетчика,выходы разрядов которого через блок преобразования кода в напряжение подключены к другому входу сумматора, а выходы элементов И подключены

   5 к другим входам соответствующих элементов ИЛИ.