ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Российский патент 2005 года по МПК H03M1/64 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к преобразователям угла поворота вала в код, и может быть использовано в системах обработки данных.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный трансформаторный датчик, селектор октантов, суммирующие масштабные усилители, линейные множительные устройства, суммирующий блок, масштабные устройства, компаратор, регистр и блок управления (см. а.с. СССР №416717, Кл. G 08 C 9/00, 1972 г.).

Недостатком преобразователя являются его сложность, невысокая точность и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь угла поворота вала в код, принятый за прототип и содержащий (см. а.с. СССР №481929, Кл. G 08 C 9/04, 1975 г.) синусно-косинусные трансформаторные датчики, выходы которых подключены ко входам коммутатора, выходы которых подключены ко входам интеграторов непосредственно и через попарно соединенные пороговые элементы ко входам элемента 4И-НЕ, выход которого подключен ко входу блока запуска и остановки интеграторов, выход которого подключен к управляющему входу функционального преобразователя отношения напряжений в код и к управляющим входам интеграторов, выходы которых подключены ко входам функционального преобразователя отношения напряжений в код, выходы которого являются выходами преобразователя.

Недостатком известного преобразователя являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием режима оперативного и гибкого изменения его масштаба работы при изменении количества опрашиваемых входных параметров.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные трансформаторные датчики, выходы которых подключены ко входам коммутатора, выходы которых подключены ко входам интеграторов непосредственно и через пороговые элементы подключены ко входам элемента 4И-НЕ, выход которого подключен ко входу блока запуска и остановки интеграторов, выход которого подключен к управляющему входу функционального преобразователя отношения напряжений в код и к управляющим входам интеграторов, выходы которых подключены ко входам функционального преобразователя отношения напряжений в код, выходы которого являются выходами преобразователя угла поворота вала в код, введены формирователь масштаба работы, предназначенный для задания кода, соответствующего количеству опрашиваемых входных параметров преобразователя угла поворота вала в код, цифровой компаратор и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу блока запуска и остановки интеграторов, а выход подключен к управляющему входу коммутатора и к одному из входов цифрового компаратора, другой вход которого подключен к выходу формирователя масштаба работы, а выход подключен ко входу установки исходного состояния счетчика.

Структурная схема преобразователя угла поворота вала в код представлена на чертеже.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит синусно-косинусные трансформаторные датчики 1, коммутатор 2, интеграторы 3, функциональный преобразователь 4 отношения напряжений в код, пороговые элементы 5 и 6, элемент 4И-НЕ 7, блок 8 запуска и остановки интеграторов, счетчик 9, формирователь 10 масштаба работы и цифровой компаратор 11.

Выходы синусно-косинусных трансформаторных датчиков 1 соединены со входами коммутатора 2, выходы коммутатора 2 соединены со входами интеграторов 3 непосредственно и через пороговые элементы 5 и 6 соединены со входами элемента 4И-НЕ 7, выход элемента 4И-НЕ 7 соединен со входом блока 8 запуска и остановки интеграторов, выход блока 8 запуска и остановки интеграторов соединен с управляющими входами интеграторов 3, с управляющим входом функционального преобразователя 4 отношения напряжений в код и со счетным входом счетчика 9, выход счетчика 9 соединен с управляющим входом коммутатора 2 и с одним из входов цифрового компаратора 11, выход формирователя 10 масштаба работы соединен с другим входом цифрового компаратора 11, выход цифрового компаратора 11 соединен со входом установки исходного состояния счетчика 9, выходы интеграторов 3 соединены со входами функционального преобразователя 4 отношения напряжений в код, выходы функционального преобразователя 4 отношения напряжений в код являются выходом преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Напряжения с выходов синусно-косинусных трансформаторных датчиков 1, пропорциональные sin αi и cos αi, через коммутатор 2, согласно выбранному счетчиком 9 адресу, соответствующему определенному входному параметру, последовательно во времени подключаются ко входам интеграторов 3. Интеграторы 3 интегрируют входные напряжения в течение половины периода сигнальных напряжений, что обеспечивается пороговыми элементами 5 и 6, настроенными попарно на положительные и отрицательные пороговые напряжения, элементом 4И-НЕ 7 и блоком 8 запуска и остановки интеграторов и тем самым позволяет исключить ошибку от квадратурной составляющей и высших гармоник, кратных двум. Напряжения с выходов интеграторов 3 поступают на входы функционального преобразователя 4 отношения напряжений в код, который преобразует их в код угла Ni.

Одновременно сигналы с выходов счетчика 9 поступают так же на одни из входов цифрового компаратора 11, на другие входы которого поступают сигналы (заданный код, соответствующий количеству опрашиваемых входных параметров) с выхода формирователя 10 масштаба работы. В зависимости от кода, заданного формирователем 10 масштаба работы, счетчик 9 подсчитывает импульсы управления входным коммутатором 2 до тех пор, пока коды на входах цифрового компаратора 11 не сравняются, т.е.:

N_сч.9=N_фмр.10

В момент равенства кодов на входах цифрового компаратора 11 на его выходе вырабатывается сигнал, соответствующий уровню "лог.1", по заднему фронту которого счетчик 9 устанавливается в исходное состояние (обнуляется) и процесс опроса входных параметров от синусно-косинусных трансформаторных датчиков 1 начинается сначала и повторяется от цикла к циклу, согласно вышеописанному заданному режиму работы.

Таким образом, введение в преобразователь угла поворота вала в код счетчика, формирователя масштаба работы и цифрового компаратора позволяет оперативно и гибко изменять масштаб его работы в части опроса определенно заданного количества входных параметров гибким (программно-аппаратным) изменением кода в формирователе масштаба работы и тем самым расширить функциональные возможности преобразователя угла поворота вала в код в целом.

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к преобразователям угла поворота вала в код, и может быть использовано в системах обработки данных. Техническим результатом является повышение быстродействия преобразователя. Технический результат достигается за счет того, что преобразователь содержит синусно-косинусные трансформаторные датчики, коммутатор, интеграторы, функциональный преобразователь отношения напряжений в код, пороговые элементы, элемент 4И-НЕ, блок запуска и остановки интеграторов, счетчик, формирователь масштаба работы, цифровой компаратор. 1 ил.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные трансформаторные датчики, выходы которых подключены ко входам коммутатора, выходы которого подключены ко входам интеграторов непосредственно и через пороговые элементы подключены ко входам элемента 4И-НЕ, выход которого подключен ко входу блока запуска и остановки интеграторов, выход которого подключен к управляющему входу функционального преобразователя отношения напряжения в код и к управляющим входам интеграторов, выходы которых подключены ко входам функционального преобразователя отношения напряжения в код, выходы которого являются выходами преобразователя угла поворота вала в код, отличающийся тем, что в него введены формирователь масштаба работы, предназначенный для задания кода, соответствующего количеству опрашиваемых входных параметров преобразователя угла поворота вала в код, цифровой компаратор и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу блока запуска и остановки интеграторов, а выход подключен к управляющему входу коммутатора и к одному из входов цифрового компаратора, другой вход которого подключен к выходу формирователя масштаба работы, а выход подключен ко входу установки исходного состояния счетчика.