SU930330A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  k автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах преобразовани  информации.Известен преобразователь угла в код, содержащий чувствительные и задающий элементы, формирователь тактовых импульсов, элементы И, триггеры и селектор импульсов.

Инверторы, элементы И и триггеры обеспечивают логическое дифференцирование огибающих, поступающих на его входы, а также распределение счетных импульсов по каналам пр мого и обратного вращени  в зависимости от направлени  вр |щени  СООднако увеличение числа счетных импульсов в этом преобразователе приводитК уменьшению интервала между ними, что в свою очередь приводит к снижению помехоустойчивости, и, следовательно, к снижению точности преобразовател .

Наиболее близким техническим решением  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, суммовычитающее устройство, четыре ф 3рмировател , логический блок формиро ани  и распределени  счетных импульсов на элементах ИЛИ-НЕ и И,

Выходы датчика угла соединены с входами группы формирователей и вхо10 дами суммо-вычитающего устройства, соединенного выходами с входами Другой группы формировател . Выходы групп формирователей соединены с входами логического блока формирова15 ни  счетных импульсов, выходы кото .рого  вл ютс  выходами.

В этом преобразователе повышение разрешающей способности достигаетс  введением суммо-вычитакнцего устройст20 ва, включенного между датчиком угла и формировател ми, а также увеличением числа формирователей и числа элементов в логическом блоке формировани  счетных импульсов. Суммовычитающее устройство осуществл ет сравнение пр мого сигнала синусного канзла датчика с пр мым и инверсным значени ми сигнала косинусного кана методом амплитудного преобразовани  При этом в моменты равенства амплитуд огибающих косинусного и синусного каналом выдел ютс  переходы через О двух дополнительных огиба щиХг Огибающие с выходов датчика и суммо-вычитающего устройства поступает на входы формирователей, форми рующих пр моугольные напр жени . В логическом блоке из р да пр моуголь ных напр жений формируютс  счетные импульсы. благодар  увеличению числа импул сов разрешающа  способность этого преобразовател  повышаетс  Недостатком этого преобразовател   вл етс  то, что одновременно с повышением разрешающей способности существенно снижаетс  его noMexoJcтойчивость , а следовательно, и точ ность. Цель изобретени  - повышение точ ности преобразовател  путем повыше ни  помехоустойчивости при сохранении его высокой разрешающей с юсобности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы ко торого соединены с входами первого и второго формирователей соответственно и входами суммо-вычитающего блока, выходы которого соединены с входами третьего и четвертого формирователей , введены два элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, регистр сдвига и два блока формирова ни  и временного разделени  счетных импульсов, информационные входы первого из которых соединены с выходами первого и второго формирователей, выходы третьего и четвертого формирователей соединены с информационными входами второго блока формирова ни  и временного разделени  счетных импульсов выход генератора тактовых импульсов соединен с входом регистра сдвига, выходы которого попарно соединены с тактовыми входами блоков формировани  и временного разделени  счетных импульсов, одноименные выходы которых соединены со входами соот 9 4 ветствующих элементов ИЛИ, выходы которых  вл ютс  выходами преобразовател  . Это позвол ет разделить многофазную систему сигналов с выходов формирователей на группы сигналов, каж да  из которых обрабатываетс  отдельной системой тактовых импульсов, что создает возможность временного разделени  сигналов с соседних формирователей и правильного формировани  счетных импульсов как в нормальных услови х, когда преобразователь работает по методу амплитудного преобразовани , так и в критических услови х при уменьшении временных интервалов между огибающими с выходов формирователей вплоть до сли ни , когда преобразователь переходит в режим фазового преобразовани  с последующим объединением одноименных счетных импульсов с бло-1 ,ка формировани  и временного разделени  счетных импульсов. На фиг. 1 приведена структурна  схема преобразовател  угла поворота вала в код; на фиг. 2 - диаграмма работы преобразовател . Преобразователь содержит синуснокосинусный датчик 1 угла, суммовычитающий блок 2, формирователи 3-6i генератор 7 тактовых импульсов, регистр 8 сдвига, блоки 9, Ю формировани  и временного разделени  счетных импульсов, элементы 11, 12 ИЛИ. На диаграмме (фиг. 2) обозначены сигналы И 1, И 2 с выходов синусного и косинусного каналов датчика 1 угла, сигналы ИЗ, И, И5, Ибс выходов формирователей 3-6, сигнал И 7 ci генератора 7 тактов-ых импульсов, сигналы И 8-И 11 с выходов сдвигового регистра 8, сигналы И 12, И 12 с выходов блока 9 формировани  и временного разделени  счетных импульсов, ригналы И 13 И 13 с выходов блока 10 формировани  и временного разделени  счетных импульсов, сигнал И, с выхода элемента ИЛИ 11, сигнал И с выхода элемента ИЛИ 12. Работа преобразовател  осуществл тс  следующим образом. Датчик 1 угла запитываетс  напр жеием , которое модулируетс  датчиком 1, результате чего на его выходах ормируютс  сигналы И 2 и И 1 (фиг.27, (Огибающие) синусоидальной формы, двинутые по фазе друг относительно

друга на 90 эл. град, и имеющие частту вращени  ротора датчика 1. Огибающие И 1, И 2 поступают на входы формирователей 3 и одновременно на входы суммо-вычитающего блока 2. С входов последнего снимаютс две .дополнительные огибающие И 1, И 2, имеющие ту же частоту, что и огибающие И 1, И 2 но сдвинутые относительно них на AS эл. град. Сдвиг уежду дополнительными огибающими И i И 2 составл ет 90 эл. град . Дополнительные огибающие И 1 и И 2 поступают на входы формирователей 5, 6. По сигналам с выходов датчика 1 и суммовычитающего блока 2 формирователи 3-6 формируют пр моугольныесигналы И 3 - И 6 (фиг. 2). Сигналы , И k сдвинутые между собой на 90 эл. град. I поступают на входы бло,ка 9. а сигналы И 5, И 6 сдвинутые между собой на ту же величину и на S эл. град, относительно сигналов И 3 и - на входы блока 10.

Генератор 7 тактовых импульсов вырабатывает тактовую последовательность импульсов И 2 (фиг. 2) с необходимой частотой следовани , котора  подаетс  на четырехразр дный кольцевой регистр 8 сдвига, в котором в один из разр дов записана логическа  единица. При этом с регистра 8 с каждого из разр дов снимаетс  последовательность импульсов И 8 - И 11 (фиг. 2) с частотой, в четыре раза меньшей входной частоты, и с сдвигом по отношению к предыдущему разр ду на один такт последней. Сигналы И 8, И 9 поступают на Тактовые входы блока 9, а сигналы И 10, И 11 на одноименные входы блока 10.

При повышенной разрешающей способности воздействие помехи и динамических перегрузок приводит к резкому сближению интервала между двум  соседними сигналами, например И 3, И 5 (И А, И 6) (фиг. 2), либо даже к их сли нию (совпадению во времени ), что может привести к потере счетных импульсов.

Дл  исключени  этого сигналы |1 3 - И 6 с пониженной частотой следовани  (пониженной дискретностью поступают на блоки 9, 10 в каждом из которых обработка сигналов происходит на раздельных тактовых частотах. Это обеспечивает возмож- ност.ь временного разделени  двух соседних огибающих, совпадающих во воемени . При этом с каждого блока 9 О снимаютс  счетные импульсы И 12, И 12 и И 13Т И 13(фиг. 2) с исключением их потери и уменьшенной дискретностью , котора  восстанавливаетс  при последующем об-ьединении счетных импульсов с блоков 9. 10. Потер  импульсов на выходе устройства исключаетс  временным разделением сигналов за счет обработки сигналов в каждом блоке 9« Ю раздельными тактовыми частотами.

Сигналы И 12, И 13 подаютс  на входы элемента ИЛИ 11 а сигналы И 12, И 13 на входы элемента ИЛИ 12, с выхода которых снимаютс  сигналы И и И(фиг. 2) с дискретностью, равной 8р.

При этом независимо от направлени  вращени  работают оба блока 9 10. Импульсы соответствующего направлени  вращени  с Каждого блока 9. 10 объедин ютс  на соответствующем элементе ИЛИ 11, 12 дл  восстановлени  необходимой дискретности с сохранением пЪмехоустойчивости, обеспечиваемой предыдущими блоками преобразовател .

Таким образом, при воздействии помех и динамических перегрузок, привод щих к критическому сближению двух соседних огибающих, с выходов формирователей преобразователь переходит в фазовый режим, обеспечива  вр менное разделение соседних огибающих и соответственно счетных импульсов, тем самым исключа  возможность потери последних и обеспечива  повышение точности преобразовател .

Экономический эффект от использовани  изобретени  обусловлен его тех ническими особенност ми,приведенными выше.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого соединены с входами первого и второго формирователей соответственно и входами суммо-вычитающего блока, выходы которого соединены с входами третьего и четвертого формирователей, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены два элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, 793033 регистр сдвига и два блока формировани  и временного разделени  счетных импульсов, информационные входы первого из которых соединены с выходами первого и второго формирова- s телей, выходы третьего и четвертого формирователей соединены с информационными входами второго блока формировани  и временного разделени  сметных импульсов, выход генератора JO тактовых импульсов соединен с входом регистра сдвига, выходы которого попарно соединены с тактовыми входами блоков формировани  и временного разделени  счетных импульсов, одноимённые выходы которых соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых  вл ютс  выходами преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 92899, кл G 08 С 9/00, 197.
2. 2.Преснухйн Л.Н. Фотоэлектрические преобразователи информации. М., Машиностроение, 197, с. 182184 , рис. 9 (прототип).

   k щ

   лn

   nn

   fl nfi nnn

   n П П rr n n n n

   Ha IT

   r

   JLn

   JL

   JL

   лn