Преобразователь кода в угол поворота вала Советский патент 1983 года по МПК G08C11/00 H03K13/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вывода информации из цифровой вычислительной машины (ЦВМ) .

Известен преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий источник опорного напряжения, переключатель октантов, усилители мощности, функциональные генераторы, регистры и синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ)1.

Недостатком известного преобразователя является наличие болыцрго числа аналоговых блоков, что приводит к снижению надежности преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущностиявляется преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий исполнительное устройство, вал которого кинематически связан с валом СКВТ, входная обмотка которого подключена к источнику опорного напряжения, а его выходные об;мотки непосредственно и через инвер тирующие усилители соединены с вхо|дами переключателя октантов, регистры/ суммирующий усилитель и входы которого соединены с выходами пере:ключателя октантов, а выход соединен с аналоговым входом преобразователя код - напряжение, цифровые входы которого подключены к преобразователю кодов, а выход через блок сравнения и сервоусилитель подключен к входу исполнительного устройства 2,

Известный преобразователь имеет ряд недостатков:

относительно невысокая точность

10 преобразования, обусловленная непинейной зависимостью между углом разворота СКВТ и входным кодом угла, приводящая к методическим ошибкам . преобразования, превышающим 0,5°;

15

необходимость обеспечения определенных коэффициентов передачи сумг ирующего усилителя с точностью,до четвертого знака требует применения высокостабильных прецизионных элемен20тов, что усложняет устройство;

наличие большого числа аналоговых блоков (инвертирующие усилители, переключатель октантов, блок сравнения, суммирующий усилитель) приводит к сни25жению надежности, вызванному неста|бильностью работы в различных эксплуатационных условиях, и снижению точности преобразователя.

Цель изобретения - повышение точ30 .ности и надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе кода- в угол поворота вала, содержащем первый и вто рой регистры, выхода которых соединет ны с входами преобразователя кодов, первый преобразователь код - напряжение, источник опорного напряжения, сервоусилитель, выход которого сое1цинеы с входом исполнительного устрой Ьтва, вал исполнительного устройства Кинематически связан с валом синус но-косинусного вращающегося трансформатора, введены постоянные запомийающие устройства, второй преобразователь код - напряжение и дешифратор знака, выходя которого соединены с первьми входами первого и второго преобразователей код - напряжение, выходы которых соединены с входными обмотками синусно-косинусного вращакацегося трансформатора, выходная обмотка которого соединена с входом сервоусилителя, выходы преобразователя кодов через постоянные запоминаюидае устройства соединены с вторыми входами преобразователей код напряжение, третьи входы которых подключены к входу источника опорного йапряжения, выход первого регистра управления соединен с входом дешифратора знака.

На чертеже приведена функциональная cxejvia преобразователя кода в угол поворота вала.

Преобразователь содержит регистр 1 дешифратор 2 знака, преобразователь 3 кодов, регистр 4, постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) 5 и 6, преобразователи код - напряжение (ПКН) 7 и 8, источник 9 опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 10, сервоусилитель 11 и исполнительное устройство 12.

Преобразователь работает следующим образом.

. , Входной код угла, поступающий от внешнего устройства, записывается в регистры 1 и 4, причем в регистре 1 хранится код двух старших разрядов,

а в регистре 4 - код младших разрядов угла. .

Регистр 1 управляет дешифратором 2 знака и выдачей в зависимости от квадранта, в которсм находится згщаваемый угол, прямого или обратного кода с выходов преобразователя 3 на адресные входы ПЗУ 5 и б.

Дешифратор 2 знака представляет собой стандартный двоичный дешифратор двухразрядного кода (функционирующий согласно таблице 1), выходные сигналы которого осуществляют управление знаковыми разрядами ПКН 7; и 8,

Т а б л и ц а 1

Код регистра Sltfnts n) j s(nlcos)

ПЗУ 5 и 6 представляют собой два идетичных постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), содержимое каждой празрядной ячейки которых представляе собой эначение синуса кода адреса этой ячейки в пределах от О до 1.. Такие блоки памяти могут быть изготовлены потребителег.1 на базе прогрщ сиируемых ЗУ, например серий 556РТ, 573РФ, а также выпускаются серийно, запрограммированные «а заводе-изготовителе, например ИМС 505РБЗ 0068....0071.

С преобразователя кодов 3 на г1Дресный вход ПЗУ 5 поступают прямые коды угла в нечетных квадрантах и обратного кода угла - в четньах квадрантах, а на адресный вход ПЗУ 6 прямые коды угла в четжис квадрантах и обратные коды - в нечетных ( 2) .

Таблица2

0-90 90-180 180-270 270-360

Прямой

Обратный Обратный Прямой Прямой Обратный Прямой Обратный При подаче прямого кода на входы ПЗ 5 и б и на их выходах формируется значение кода синуса угла, заданного входным кодом в пределах от О до 1/2 при подаче обратного кода - значение синуса угла, дополнительного до F/2, т.е. значение косинуса. Сформир .ванные коды синуса и косинуса младших разрядов угла поступают на первые входы 7 и 8, представляющих собой четырехквадрантные цифро-анало вые перемножители (могут быть испбль зоватл микросхемы серий 572ПА, ИрвПА) , на вторые входы которых, яв ляющиеся входами знакового разряда, поступают управлякадие сигналы с выхода дешифратора знака 2. На третьи аналоговые входаа ПКН 7 и 8 поступает переменное напряжение возбуждения от источника опорного напряжения 9. ПКН 7 и 8 осуществляют цифро-аналоговое перемножение опорного напряжения источника 9 на синус и косинус угла, задаваемого внешним устройством, с учетом знака, определяемого сигналам с дешифратора 2, такшк образся4, что фаза нгшряжения на выходе ПКП 7 совпадает с фазой опорного напряжения источника 9 в первом и втором квадрантах и противоположна фазе сторного напряжения в треть« и четвертом квадрантах, а фаза напряжения на выходе ПКН 8 совпадает с фазой опорного напряжения во втором и третьем квадрантах и противоположна в осталь ных квадрантах. Благодаря этоглу на выходе ПКН 7 и 8 формируются напряженияи t)U j5 nuj-ts ne Ug(t)-U j5«tiiwtcose, где UQ - амплитуда опорного напряжения } Ц) - частота опорного напряжения 9 - угол, задава лый входным кодом. Эти напряжения поступают на входные обмотки СКВТ 10, в результате чего на выходной обмотке СКВТ 10 формируется напряжение :U svnoots n 9co5at.-U,j3inujtcoses T4ol. О w-t sit (9-oL) где d - угол поворота вгша СКВТ 10. Напряжение с выходной обмотки СКВТ io через сервоусилитель 11 поступает на вход исполнительного уст ройства 12, которое разворачивает вал СКВТ 1 до тех пор, пока напря жениё рассогласования на выходной об 1мотке СКВТ 10 не станет равным нулю, ,Шри этом 5tn(0-ot) О и 8 ct, т.е. поворота вала равен углу, задаваемому кодом от внешнего цифрового устройства, В предлагаеглом преобразователе точность преобразованиякода в угол поворота вала определяется, в основном, разрядностью ПЗУ и ПКН, а стабильность и надежность работы обеспечивается исключением аналоговых узлов и возможностью выполнения устройства полностью на цифровых и цифроаналоговых интегральных схемах. Испытания макета преобразователя с использованием 9-разрядных ПЗУ и ПКН подтвердили правильность сказанного, причем суммарная ошибка преобразования, включающая в себя температурную нестабильность и ошибку следящей системы, не превышала 15. Формула изобретения Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий первый и второй регистры, выходы которых соединены с входами преобразователя кодов, первый преобразователь код - напряжение, источник опорного напряжения, сервоусилитель, выход которого соединен с входом исполнительного устройства, вал исполнительного устройства кинематически связан с валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, отличаю щи йс я тем, что, с целью повыиения точности и надежности, в него введены постоянные запоминающие устройства, второй преобразователь код - напряжение и дешифратор знака, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго преобразователей код - напряжение, выходы которых соединены с входными обметками синуснокосинусного вращающегося тра.нсформатора, выходная обмотка которого соединена с входом сервоусилителя, выходы преобразователя кодов через постоянные запоминающие устройства соединены с вторыми входами преобразователей код - напряжение, третьи входы которых подключены к входу источника опорного напряжения, выход первого регистра соединен с входе дешифратора знака. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вульвет Дж. Датчики в цифровых системах. М., Энергоиздат, 1981, с. 171. 2.Авторское свидетельство СССР 703903, кл. Н 03 К 13/02, 1977 (прототип).

„J