SU942101A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА Изобретение относитс  к автоматике , вычислительной и измерительной технике и может быть использовано дл  ввода угловых величин в цифровую вычислительную машину, а также в сис темах автоматического регулировани , св занных с угловыми перемещени ми. Известен преобразователь угла поворота вала в код, который содержит блок фазочувствительных выпр мителей подключенный через последовательно соединенные первый блок компараторов и блок определени  сектора к одному из входов коммутатора и через второй блок компараторов к другим входам ко мутатора, генератор тактовых импульсов и блок подбора кода, выходы которого соединены с первыми входами реверсивных счетчиков, вторые входы которых соединены с выходами блока определени  сектора, блок пам ти, вход которого через первый коммутатор кодов подключен к выходам реверсивных счетчиков, а через втоВАЛА В КОД рой коммутатор кодов - к цифро-аналоговому преобразователю, выход которого соединен со вторым блоком компараторов Ul Недостатком преобразовател   вл етс  невысокое быстродействие, так как определение кода угла осуществл етс  в два этапа и требует нескольких периодов частоты питающего напр жени . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, соединенный со входом счетчика, выходы которого соединены со входами первого блока элементов И и входами цифрового синусно-косинусного формировател , синусные выходы Которого соединены с входами второго блока элементов И и входами первого преобразовател  код-напр жение , косинусные выходы цифрового синусно-косинусного формировател  соединены с входами третьего блока элементов И и входами второго преобразо39

вател  код-напр жение, выходы преобразователей код-на пр жение по-дключены ко входам фазовращател , к выходу которого подключен нуль-орган, выход которого соединен с управл ощими входами блоков элементов И f2J. .

Недостатками преобразовател   вл етс  невысока  точность и быстродействие .

Цель изобретени  - повышение томности и быстродействи  преобразовател  угла поворота вала в код.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор w импульсов, соединенный с входом счетчика , выходы которого соединены с входами первого блока элементов 14 и входами цифрового синусно-косинусного формировател , синусные выходы которюго соединены с входами второго блока элементов И, а косинусные - со входами третьего блока элементов И, преобразователи код-напр жение, фазовращатель и нуль-орган, выходы которого соединены с управл ющими входами блоков элементов И, введены интегрирующие и фазосдвигающие блоки,повторители напр жени  и вычитатель,а входы преобразователей код-напр жение соединены с старшими разр дами соответственно синусных и косинусных выходов цифрового синусно-косинусного формировател , выходы преобразователей код-напр жение через соответствующие интегрирующие блоки соединены с входами фазовращател , первь1й выход которого через последовательно соединенные первые повторитель напр жени  и фа-j зосдвигающий блок подключен к первому входу вычитател , к второму входу которого через последовательно соединенные вторые повторитель напр жени  и фазосдвигающий блок подключен второй выход фазовращател , выход вычитател  соединен с входом нуль-органа .

На чертеже изображена схема преобразовател  угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, блоки элементов И, цифровой синуснокосинусный формирователь 6, преобразователи 7 и 8 код-напр жение, интегрирующие блоки 9 и 10, фазовращатель 11, например СКВТ, повторители 12 и

13напр жени , фазосдвигающие блоки

14и 15, вычитатель 16 и нуль-орган 17.

014

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Двоичный N-разр дный счетчик 2 счтает импульсы тактовой частоты f, поступающие на его вход от генератора 1 1мпульсов, в результате чего на выходе счетчика 2 образуетс  линейный циклический код. Этот помощью цифрового синусно-косинусного формировател  6 непрерывно преобразуетс  в коды синуса и косинуса числа , записанного в данный момент в счетчике 2. При этом разр дность N счетчика 2 выбираетс , исход  из необходимой разрешающей способности преобразовани  угла в код, а разр дность Нф выходов формировател  6 из необходимой точности получени  значений синуса и косинуса этого угла Коды синуса и косинуса с выходов формировател  6 поступают соответственно на входы блоков 4 и 5 элементов И, а п старших разр дов поступают также на входы бипол рных преобразователей 7 и 8 код-напр жение. На выхог, дах преобразователей 7 и 8 формируютс  кусочно-аппроксимированные напр  жени , равные по амплитуде и сдвинутые по фазе на 90. Уменьшение числа участков аппороксимации выходных напр жений преобразователей 7 и 8 за счет подачи на их входы только п старших разр дов кодов синуса и косинуса позвол ет снизить требовани  к быстродействию преобразователей 7 и 8 код-напр жение в раза, но, с

Claims (1)

1. другой стороны, приводит к COOTB iTCTвующему увеличению погрешности формировани  квадратурных напр жений. Поэтому между преобразовател ми 7 и 8 и входными обмотками фазовращател  11 введены интегрирующие блоки 9 и 10, осуществл ющие сглаживание выходных напр жений преобразователей 7 и 8 на участках дискретизации. На выходах фазовращател  11 образуютс  напр жени , сдвинутые по фазе относительно входных напр жений на угол, определ емый углом поворота ротора фазовращател  11. Выходы фазовращател  11 св заны с фазосдвигающими блоками 1 и 15 через повторители 12 и 13 напр жени  с большим входным сопротивлением , которые обеспечивают работу фазовращател  11 (СКВТ) в режиме холостого хода и независимость регулировки фазосдвигающих блоков 1 и 15. Фазосдвигающий блок И осуществл 59 ет сдвиг фазы напр жени  на + -Р- , а фазосдвигающий блок 15 сдвиг фазы напр жени  на г . Напр жение с фазосдвигающих блоков 14 и 15 посту пают на входы вычитател  16, на выходе которого фор(ируетс  синусоидальное напр жение, сдвинутое по фазе на угол, определ емый углом поворота фазовращател  11. Так как напр жение на выходе вычитател  16 есть результат взаимодействи  напр жений с двух выходных обмоток фазовращател  11 СКВТ, сдвинутых фазосдвигающими блоками 1А и 15 друг относительно друга на -J- , то вли ние погрешностей квадратурного питани  на сформированный фазовый сдвиг значительно уменьшаетс , что приводит к существенному .увег личению точности преобразовател . Нуль-орган 17 вырабатывает импульс в момент перехода через нуль от отрицательных значений к положительным синусоидального напр жени , поступающего с выхода вычитател  16. Так как фазы напр жений, питающих фазовращатель 11, однозначно св заны с состо нием счетчика 2, а выходное напр жение вычитател  16 сдвинуто по фазе на угол, определ емый углом поп ворота ротора фазовращател  11, то в момент срабатывани  нуль-органа 16 в счетчике 2 содержитс  кодовый экви валент угла, а на выходах формировател  6 - кодовые эквиваленты синуса и косинуса угла поворота фазовращател  11. Импульс с нуль-органа 17 разрешает передачу этой информации на выходы блоков 3-5 элементов И. Если получение кодов синуса и косинуса угла не требуетс , то блоки 4 и 5 элементов И могут быть исключены , а разр дность и быстродействие формировател  6 могут быть уменьшены . 1 Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импулксов , соединенный с входом счетчика, выходы которого соединены с входами первого блока элементов И и входами цифрового синусно-косинусного формировател , синусные выходы которого соединены с входами второго блока элементов И, а косинусные - с входами третьего блока элементов И, преобразователи код-напр жение, фазовращатель и нуль-орган, выход которого сое; динен с управл ющими входами блоков элементов И, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  преобразовател , в него введены интегрирующие и фазосдвигающие блоки, повторители напр жени  и вычитатель, а входы преобразователей код-напр жение соединены со старшими разр дами соответственнб синусных и косинусных выходов цифрового синусно-косинусного формировател , выходы преобразователей код-напр жение через соответствующие интегрирующие блоки соединены с входами фазовращател , первый выход которого через последовательно соединенные первый повторитель напр жени  и фазосдвигающий блок подключены к первому входу вычитател , к второму входу которого через последовательно соединенные вторые повторители напр жени  и фазосдвигающий блок подключен второй выход фазовращател , выход вычитател  соединен с входом нуль-органа .. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 520607, кл. G 08 С 9/00, 19752 .Авторское свидетельство СССР № 651386, кл. G 08 С 9/00, 1977 (прототип ).

   J

   .:

   с;

   §

   ь