Преобразователь угла поворота вала в код с частотной коррекцией Советский патент 1983 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, прецназначено цля преобразования углового переметдения в коп, и может быть использовано в системах программного управления и в технике непрерывного-дискретного преобразования. Известны преобразователи угла поворо та вала в коп с промежуточным преобраз ванием сдвига, содержадие фазовращатель генератор импульсов, -ключевой элемент и два компаратора, вход первого компара тора соединен с входными клеммами преобразователя непосредственна, вход второго компаратора-через фазовращатель, а выходы компараторов подключены соответ ственно к входу триггера и двоичного счетчика . Недостатком известных преобразователей является низкая точность из-за наличия частотной погрешности. Наиболее близким к изобретению по те нической сущности является преобразователь угла поворота вала в код с частотной коррекцией, содержащий источник питания, выход которого через перв,1Й компаратор соединен с первым входомтриггера, один вьпсод которого соединен с первым входом первого ключевого элемента, вьрсод первого ключевого элемента соединен со счётным входсйл счетчика, информационные выходы счетчика соедине ны с первыми входами элементов И, пик-детектор, фильтр, второй и третий ключевые элементы, выход источника питания через фазовращатель соеаинен с первым входом второго ксллпараторв, выход компаратору, выход которого соецине с вторыми входами элементов И, генератор импульсов, выход которого соедини с вторым входом первого ключевого-элемента 2. Недостатком известного преобразовате ля является недостаточно высокая точность из-за наличия такого элемента как пик-детектор, так как с одной стороны сигнал на его выходе, при изменешга вхо ного сигнала в сторону увеличения, цолже закороткоевремя достигать максямальвого значения и как можно дольше сохранять его, с другой стороны сигнал на выходе должен резко изменяться при зменении входного сигнала в сторону уменьшения. Цель изобретения - повыи яе точноети преобразователя. Лоставленаая цель достигаетеа тек, что в преобразователь угла.поворота вала В код с чгстотной коррекцией, содержащий источник питания, выход которого через первый компаратор соединен с nepatjM входом триггера, один выход которого соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход первого- ключевого элемента соединен со счетным входом счетчика, информациодныевыходы счет- ° чика соединены с первыми входами элементов И, выход источника питания, через фазовращатель соединен с первым входом второго компаратору, выход которого соединен с вторьши входами элементов И, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого ключевого элемента, второй и третий ключевые элементы, введены интеграторы и.однонибратор, выход одновибрато,ра соединен с первыми входами второго и третьег о клк)чевых элементов и вторым входом триггера, другой вьпбод которогп соединён с входом первого интег эато.р выход первого интегратора средине jc первым входом второго интегратора, выход которого соединен с вторым входом второго компаратора, выходы второго и . третьего ключевых элементов соединены с вторыми входами первого к второго интеграторов, вторые входы второго и третьего ключевых элементов соединены с общей шиной, вьпсод первого компараТора соед11кен с обнуляющим входом счетчнка, синхронизирующий выход счетчика соединен с входом одновифатора. . На фиг. t щжведена функциональная схема преобразователя; на фнг. 2 - вре- менная диаграмма, псясняющая его ра-. боту.... Преобразователь содержит источник 1 питания, фазовращатель 2, компаратс ы 3 и 4,- триггер 5, ключевой 6, генератор 7 счетных импульсов, счетчик 8 алемедты И9-1 - 0- N , одновнфа,тор 10, ключевой элемент II, ключевой элемент 12, интегратор 13, интегратор 14. Преобразователь работает следующим образом. Ксмпаратор 3 срабатывает в момент перехода через ноль (с - на ) пнтакхвего (шя (фил 2а). Сигнал с. компаратсфа 3 (фиг. 2в) сбрасывает счетчик 8 в ноль, возпействует на вход т| иггера 5, На выхоае триггера 5 формируется импутшс, перепний фронт которого открывает ключевой элемент в н счетные импульсы с генератора 7 импульсов поступают на вход счетчика 8. Счетчик работает до зашпнбвия, т. е. в течение

времени действительного счета tvj. (2 - I) Try , после чего сигналом с его вьпсоца запускается (фиг. 2а) одновибратор Ю, на выхоце которого формируется короткий импульс tQB постоянной длительности (фиг. 2е). По переднему фронту этого импульса открываются клк чевые элементы II и 12, обнуляя выходные сигналы интеграторов 13 и 14 (фиг. 2э, и).

По заднему фронту импульса оцновибратора 10 триггер 5 возвращается в исходного состояние. На первом выходе триггера 5 сформирован импульс to iiC ов На втором выходе триггера формируется импульс 15 (фиг. 2ж), длителЬ|Ность которого равна .4б Тпит

- (tA(

ioB ) Т

пит

Г Т ГР iYT+ In

- - oвJ фи согласованности частот питания Ff, и счетных импульсов РГН :

Jnitt Uc +ioB--ta Tj,T-ts riiHi рассьгласовании частот появляется фазовая погрешность в выходном сигнале фаэоврашатвпя, которая растет с . иамевеняем преобразует юго угла от О цо ЗбО, -Длитвпйность импульса на втором выхоце триггера б соответствует макснмальвому значе1бао фазовой погрешности (т. е, tg соответствует величине фазрвой погрешности при преобразуемом угле ва входе 360 ),

С помощью интегратора 13 в течеаие времени tg вьфабатывается напряxceHHeU 4Hf , уровень которого пропорционапён максимальной погрешности. Это напряжение сохраняет свое значение в

течение времени iij. . В течение этого времени работает интегратор 14, выходное напряжение которого, линейно рсютет от О noUyin . Другими.сло-; вами, на выхоце интегратора 14 имеем напряжение, величина которого в каждый момент времени пропорциональна величине соответствующей фазовой погрешности выходного сигнала фазовращателя.

Таким образом, напряжение лц„ может быть использовано в качестве кор ректирующего, если его подать на вход Компаратора 4. В этом случае компаратор сработает не в момент перехода через ноль вьрсодного напряже- НИН фазовращателя (фиг. 2г,. б) равный Х ,ав момент равенства напряжений ифв UH42 т. е. в момент ух р ( где tp расчетное значение Момента при согласованных частотах) и читывание с счетчика произойдет раньше а величину iit;, т.е. частотная погрешность устраняется.

Для правильной работы схемы исходную частоту гц необходимо выбрать завеП.ОМО больше номинальной.

Таким повышение точности преобразователя обеспечивается за счет того, что выходное напряжение первого интегратора остается ненаменнь1М в течение цикла работы и за счет того, что корректирующий сигнал вырабатьгаается в каждом цикле работы схемы.

Экономический эффект от использования предложенного преобразователя обусловлен его тетсническими преимуществами.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД С ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ, соц жащийнсточник питания, Bbtxpa которого через пер- . вый ксж1паратор соединен с первым вхоисм триггера, - один выхоц которого соеаинен с первым входом первого к почевого элемента, выход первого ключевого элемента соединен со счетным входом счетчика, информационные выходы счетчИха соедине1Гы с первыми входами зпемёа- -тов И, выход источника питан.ия через фазоврашатвль соединен с первым входом второго компаратора, выход которого соединен с вторыми входами элементов И, генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого ключевого элемента, второй и третий ключевые элементы, отличаюши-йся тем, что, с целью повышения точности преобразователя в него введены интеграторы и одновибратор, выход одновибратора соединен с первьпли входшипЕ второго и третьего .ключевьпс эл« ентов и вторым входом триггера, другой выход которого соединен с первым входом перврго интегратора, выход первого интегратора соединен с первым входом второго интегратора, выход которого соединен с (Л вторым входом второго компаратора, выходы второго и третьего ключевых элементов соединены с вторыми входами первого и второго интеграторов, вторые входы второго и третьего ключевьгх . элементоасоединены с шиной, выход первого компаратора соединен с 4iik обнуляющим входом счетчика, синхронизи:о рующий выход счетчика соединен с входом одновифатора. о 00