Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах первичного преобразования информации Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выход которого непосредственно подключен к первым двум формирователям и через суммирующе-вычитающий блок подключены к двум другим формирователям, шиф ратор, регистр, блок сравнения и сумматор, входы шифратора соединены с выходами формирователей, выход под ключен к регистру и одному входу бло ка сравнения, другой вход которого соединен с выходом регистра, а выход блока сравнения подключен к сумматору С1 . Недостатком этого преобразователя является невозможность функционирова ния в режиме накопления с установкой различных исходных значений цифрового кода, а также в режиме интегрального цифрового датчика числа оборотов вала фазовращателя, т.е. ограниченные функциональные возможности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в-код, содержащий последовательно включенные генератор импульсов, дели тель частоты, блок питания, фазовращатель и компаратор, выход фазовращателя соединен с входом умножителя, который выходом подключен к входу формирователя импульсов, выходы формирователя импульсов соединены с сум мирующими входами реверсивного сметчика , установочные входы которого соединены с выходами блока эл.ементов И, выходы разрядов делителя частоты подключены к входам блока элементов И, управляющие входы которого соединены с выходом компаратора, выход генератора импульсов подключен к второму входу формирователя импульсов 12. Недостатком этого преобразователя также является невозможность функ ционирования его в режиме накопления с установкой различных исходных значений цифрового кода, а также в режиме интегрального цифрового датчика числа оборотов вала фазовращателя, т.е. ограниченные функциональные возможности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя угла поворота вала в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, фазовращатель, умножитель частоты, а также первый компаратор, вход которого подключен к выходу фазовращателя. Формирователь импульсов, выход которого подключен к последовательному входу реверсивного счетчика, установочные входы которого подключены к выходам блока элементов И, введены первый, второй и третий коммутаторы, второй компаратор, элемент И и мультиплексор, первый параллельный цифровой вход которого подключен к разрядным выходам делителя частоты, а второй параллельный цифровой вход является входом внешней информации преобразователя, выход мультиплексора подключен к информационным входам блока элементов И, управляющий вход которого соединен с выходом элемента И, один вход которого является первым входом управления преобразователя, а другой вход соединен с выходом третьего коммутаiTopa, управляющие входы третьего коммутатора и мультиплексора соединены .с вторым входом управления преобразователя , первый информационный вход второго коммутатора подключен к выходу генератора импульсов, второй информационный вход подключен к выходу второго компаратора, вход которого соединен с выходом блока питания, первый информационный вход третьего коммутатора является третьим входом управления преобразователя, а второй информационный вход подключен к выходу первого компаратора, первый информационный вход первого коммутатора соединен с выходом фазовращателя, второй информационный вход первого коммутатора подключен к выходу умножителя частоты, управляющие входы первого и второго коммутаторов объединены и являются входом управления преобразователя, а выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами формирователя импульсов. На чертеже представлена блок-схема преобразователя. Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 им31пульсов, делитель 2 частоты, блок 3 питания, фазовращатель 4, умножитель 5 частоты, первый коммутатор 6, формирователь 7 импульсов, реверсивный счетчик 8, блок 9 элементов И, мультиплексор 10, входы 11 которого являются входом внешней информации преобразователя, первый компаратор 12, второй коммутатор 13 второй компаратор И,, третий коммутатор 151 управляющий вход которого, соединенный с управляющим входом мультиплексора 10, является вторым входом 1б управления преобразователя, управляю щий вход третьего коммутатора 15 является третьим входом 1 управления преобразователя, элемент И 18, первый вход которого является первым входом 19 управления преобразователя, управляющие входы первого и второго коммутаторов 6 и 13, соединенные вместе, являются четвертым входом 20 управления преобразователя. Преобразователь работает следующим образом. При отсутствии на входах преобразователя сигналов управления он выполняет функции преобразователя угла поворота вала в двоичный позиционный код. При этом импульсы генератоpa 1 через делитель .2. частоты на 2 поступают в блок 3 питания, где выра батываются напряжения фазовращателя 4 Синусоидальное выходное напряжение фазовращателя , сдвинутое на величину угла поворота фазовращателя поступает на умножитель 5 частоты на 2 и через первый коммутатор 6 подается на формирователь импульсов, который выделяет разность частот умножителя 5 и генератора 1, прошедшей через второй коммутатор 13 Импульсы разностной частоты с формирователя 7 поступают на последовательный вход реверсивного счетчика 8, который сум мирует поступающие импульсы с учетом знака разности частот умножителя 5 и генератора 1. Если частота вы ходных сигналов ум ножителя 5 больше частоты генератора 1, то реверсивный счетчик 8 работает в режиме сложения, а если меньше, то в режиме вычитания. При неподвижном вале фазовращателя Ц частота генератора 1 равна частоте умножителя 5i при этом импульсы на вход счетчика 8 не поступают. При вращении вала фазовращателя k часто2та выходных импульсов формирователя 7увеличивается или уменьшается (в зависимости от направления вращения) пропорционально скорости вращения, а содержимое реверсивного счетчика 8 изменяется в соответствии с углом поворота вала фазовращателя k, При повороте вала фазовращателя на угол 360 на вход счетчика 8 поступают 2 импульсов, при этом дискретность отсчета не зависит от скорости вращения вала, оставаясь равной ЗбО /2 . Для получения позиционного кода углового положения вала фазовращателя сигнал с выхода фазовращателя 4 поступает на вход компаратора 12, который формирует импульсы в момент перехода сигнала через нуль. Положение импульса соответствует углу поворота вала фазовращателя относительно нулевого положения. Импульсы компаратора 12 через третий коммутатор 15 и элемент И 18 поступают на управляющие входы блока 9 элементов И и разрешают параллельную перепись мгновенного значения кода делителя 2, поступившего через мультиплексор 10 и блок 9 элементов И в счетчик 8, осуществляя, при необходимости, коррекцию кода положения вала фазовращателя Ц относительно нулевого положения. При работе преобразователя в режиме накопления с возможностью записи в реверсивный счетчик 8 внешней информации с входа 11 внешний информации преобразователя на вход 16 управления преобразователя необходимо подать сигнал, который поступает на управляющие входы мультиплексора 10 и третьего коммутатора 15. При этом на входы блока 9 элементов И через вторые входы мультиплексора 10 будет подаваться внешняя информация с входа 11, а на управляющие входы блока 9 элементов И - импульсы сопровождения этой информации, поступающие с входа 17 управления преобразователя и прошедшие через третий коммутатор 15 и элемент И 18. Зти импульсы разрешают параллельную перезапись информации, поступающей с входа 11 через мультиплексор 10 в реверсивный счетчик 8. При подаче на вход 19 управления преобразователя сигнала, который поступает на .второй вход элемента И 18, импульсы сопровождения с входа 17 упр-чвления преобразователя на входы блока 9 элементов И поступать не будут и внешняя информация с входа 11-на установо1 ные входы реверсивного счетчика ,8 не пройдет, при этом изменение содержимого счетмика 8 при вращении вала фазовращателя 4 будет осуществляются от з.апи;,санног6 в счетчике 8 значения о

При работе преобразователя в режийе интегрального цифрового датчика оборотов вала необходимо на :вход 20 управления преобразователя подать сигнал, который поступает .затем на управляющие входы первого и второго коммутаторов 6 и 13. При этом на входы формирователя 7 импульсов вм,есто сигналов с выхода

генератора 1 и умножителя 5 будут поступать сигналы с выходаблока 3 .питания и выхода фазовращателя 4. При необходимости предварительная, запись внешней информации 11 в реверсивный счетчик 8 производится так же, как описанно выше. . .

В данном режиме за каждый оборот ала фазовращателя Ц в реверсивный счетчик 8 (с учетом знака вращения) будет вписываться один импульс.

Технико-экономический эффект от использования преобразователя угла поворота вала в код обусловлен его техническими особенностями

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий последовательно соеди ненные гёнерат ор импул ьсов, делитель частоты, блок питания, фазовращатель / умнсйкитель частоты, а также пё:рв1 й компаратор, вход которого подключем к выходу фазовращателя, формирователь импульсов, выход которого подключен к по :лёдовательному входу реверсивного счетчика, установочные входы KOTOfXjro подключены к выходам блока элементов И, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него введены первый, второй и третий коммутаторы, второй компаратор, элемент И и мультиплексор, первый параллельный цифровой вход которого подключен к раарядным выходам делителя частоты, а второй параллельный цифровой вход является входом внешней информации преобразователя, выход мультиплексора подключен к информационным входам блока элементов И, управляющий вход которого соединен с выходом элемента И, один вход которого является первьм входом управления преобразователя, а д{7угой вход соединен с вь1х6дом третьего коммутатора, управляющие входы третьего коммутатора и мультиплексора соединены с вторым входой управления преобразователя, первый информационный вход второго коммутатора подключен к выходу генератора: импульсов, Второй информационный вход подк/шчён к выходу второго компаратора, вход которого соединен с выходом блока гмтания, первый ин(юрмационмый вход третьего коммутатора является третьим входом управления преобразователя, а второй информационный вход i подключен к выходу первого коютаратора, первый информационный вход переого коммутатора соединен с аыходон фазовращателя, второй информацион|«|й вход первого коммутатора подкгёочен . к выходу умножителя частоты, управляющие входы первого и второго ком -г ьо мутаторов объединены и являются вхо )О дом управления преобразователя, а выходы первого и второго коммутатою ров соединены с входами формироадтепя импульсов.