Импульсный преобразователь перемещения Советский патент 1983 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования угла поворота в число-импульсный код.

Известен преобразователь, в котором используется способ параллельного формирования многофазной системы выходных сигналов, аналогичных сигналам датчика перемещения, но со фазы огибающих. Эти сигналы демодулируются, удваиваются, формируются в перепады напряжения, соответсхвующие огибающим, и через схему устранения ложной информации подается в блок формирования и распределения импульсов приращения ij

Недостатком данного преобразователя является -его сложная структура построения, так как вопросы получения многофазной системы сигналов датчика, детектирования, умножения и усиления этих сигналов, формирова ния из них потенциальных перепадов и устранения ложной информации решаются отдельно и последовательно друг за другом. В результате этого увеличивается сложность его реализации. .

Известен преобразователь, в котором с целью упрощения используется способ одновременного детектирования, умножения и формирования потенциальных перепадов за счет введения в тракт преобразования блока логической обработки. При этом сигналы с выхода суммовычитающего устройства подаются в блок логической обработки, в котором первоначально на элементах ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, а затем на элементах ОБЬЁДИНЕНИЕ происходит умножение несущих, разнесение их во времени с последующим формированием потенциальных сигналов на триггерах 2 .

Недостатком известного преобразователя является пониженная надежность преобразования, обусловленная тем, что на управляющие входы триггеров совместно с полезным сигналом поступают сигналы помехи, вызванные временными сдвигами сигналов при их ло. умножения за счет нестаIбильности фазы несущей сигналов в тракте преобразования: датчик перемещения - суммовычитающее устройство, фильтрация сигналов помехи производится при логическом умножении за счет предварительного формирования по длительности импульсов опорной частоты и оптимального расположения их относительно всех фаз сигналов суммовычитающего устройства. При использовании данного преобразователя, например, в системах управления, где датчик перемещения и генератор возбуждения находятся в различных условиях эксплуатации, происходит смещение импульсов опорной частоты (сигналов генератора возбуждения ) относительно фаз несущих сигналов датчика перемещения и суммовычитающего устройства, чем нару5 шается фильтрация сигналов помех на управляющих входах триггеров, и происходит сбой преобразования в целом.

Цель изобретения - повышение на0 дежности преобразования сигналов в число-импульсный код.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный преобразователь перемещения, содержащий гене5 ратор, выход которого соединен с входом датчика перемещения, выходы которого соединены с входами суммовычитающего блока, и блок определения направления, иведены инвертор,

f. элементы задержки, О-триггеры, RSr триггеры, вход инвертора подключен к первому выходу суммовычитающего блбка, а выход - к входу первото элемента задержки, выход которого подключен к -входу последнего 0-триггера, второй; третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы суммовычитающего блока подключены через соответствующие эле- i менты задержки к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого D-триггеров, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и J. восьмой выходал суммовычитающего бло5 ка также подключены к вторым входам соответствующих D-триггеров, выходы первого и пятого 0-триггеров подключены к первому и второму R входам первого RS-триггера, а выходы вторб0 го и шестого D-триггеров подключены к первому и второму R входам второго RS-триггера, выходы третьего и седьмого О-триггеров подключены к первому и второму входам первого

с RS-триггера, выходы четвертого и восьмого 0-триггеров подключены к первому и второму S входам второго RS-триггера, выходы первого и второго RS-триггеров подключены к первому и второму входам блока определения направления.

С целью повышения надежности преобразования сигналов, в предлагаемом устройстве логическое детектирование на несущей частоте сигна5 лов суммовычита1Г)щего устройства производится не относительно опорных сигналов генератора возбуждения, а каждого выходного сигнала суммовычитающего устройства относительно

0 предварительно задержанного последующего сигнала с дальнейшим формированием зоны огибающей в 22,5 на D-триггерах. Выходной сигнал СУГЛ.МОвычитающего устройства на установоч-,

5 ОМ входе одного из О-триггеров

синхронизируется фронтом задержанного элементом задержки (например, интегрирующей КСрцепью, последующего сигнала и т.д.). При таком лоч гическом детектировании -один сигнал, .суммовычитающего -устройства выстав- ляется только относительно одного ; . другого сигнала того же устройства, что значительно упрощает этап регулирования преобразователя, исключает возможность появления помех (за счет детектирования) на входах выходных триггеров и отпадает неовходимость в жесткой стабилизации / фазы несущей частоты датчика перемещения откосител,ьно сигнала опор него генератора возбуждения.

На чертеже изображена схема импульсного преобразователя. .

Преобразователь содержит датчик 1 перемете ния, генер атор 2 воз г буждения, сумморычитаюсций блок инвертор 4, блок 5 определения напр авления,, элементы 6-13 задержки, 0-тригг«ры 14-21,и RS-трйггеры 22 . и 2.3. ,. -.. / , : :,

Устройство работает с; едуюшим образом.. Шходные сигналы датчика 1 аеремещения, преобразованные суммовычи- . тающим блоком 3 в восемь сигналов со сдвигом моментов смены несущей частоты на 22,5°п (где п-0, 1, 2, ..., 7) относительно смены фазы несущей частоты одного из, каналов . датчика, поступают в .схему формиро вайия потенциальных перепадов напр жения, состоящую из инвертора 4, элементов 6-13 задержки (например, . интегрирующих RC-цепей), О-триггв ров 14-21, двух RS-триггеров 22 и 23. На выходах D-триггеров 14-21 формируются зоны огибающих соответствующих 22,5.

На втором входе триггера 14 присутствует сигнал с первого выхода суммовычитаквдего блока 3 с несущей, совпадающей по фазе с сигналом генератора возбуждения (с нулевой фазой несущей частоты). На исполнительный вход этого триггера поступают задержанные элементом 7задержки сигналы нулевой фазы несущей частоты второго канала суммо вычитающего блока 3. Задержка в элементах 6-13 регулируется так,: чтоОа фронт сигнала на исполнительном входе приходился примерно на середину длительности несущей частоты сигнала на втором входе. Предположим, что в первый момент времени фазы несущих на установочном и исполнительном входах О-триггера 14 совпадают, и тогда на его выходе будет единичный сигнал. При изменении фазы несущей на установочном входе

О-триггера 14 на 180(переход через перв.ую отсчетную точку) по отношению к нулевой фазе сигнала на исполнительном входе этого триггера триггер 14 переключается в нулевое состояние, которое сохраняется до тех пор, пока не произойдет изменение фаэы несущей на 180 на втором выходе сугдаловычитающего блока 3 (переход через вторую отсчетную точку).

В дальнейшем фазы несущих на установочном и исполнительном входе совпадают и триггер 14 сохраняет свое энач.енйе до очередных смен фаз

нееущнх первого и второго канала СУ мо йтаняаего блока 3 (девятая и. д сягтая отсчетные точки). Таким . На йыходе D-триггера формнруетс-я сигнёот по длительности,

пропорциональный-зоне между сменами

фаз несу«йх двух сдвинутых на 22, сигналов )вычитающего блока. Аналогично формируются сигналы на выходах триггеров 15-21, только у

по :лед: 1его триггера для выделения

зоны в 22/5(157,5 -180) на исполнительный вход продается задержанный элементом 6 задержки и инвертированный инвертором 4 сигнал первого канала сумморычитаюдаго блока 3. В

дальнейшем сигналы с выходов D-тригтерЬв 14-21, попарно разнесенные (для устранения ложной информации) на 22,5, подаются на установочные

входы RS-триггеро-в 22 к 23.

Следовательно, на R-входы триггера 22 подаются сигналы с зоной действия 0-22, 90-112,5, а на S-BXOды - ;сигналы с .зоной 45-67,5и 135157. Аналогичные сигналы, но сдви Утйё относительно указанных на

22,5, подаются на входы триггера 23. С выхода триггеров 22 и 23 снимаются потенциальные сигналы, которые подаются в блок 5 определения направления .

Таким образом, в предлагаемом преобразователе логическое детектирование и умножение огибающих сигналов датчика перемещения производится независимо от. опорного сигнала генератора возбуждения, что исключает сбои преобразователя при нестабильности фазы несущей сигнгшов тракта преобразованиям датчик - суммовычитающий блок. При этом упрощается регулирование устройства, так как временные соотношения двух соседних снгнешов суммовычитающего блока выставляются элементами задержки только друг относительно

друга, что позволяет полностью исключить появление сигналов помех на выходных триггерах, т.е. обеспечить их стабильную работу.

К

ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащий генератор, выход KOTotioro соединен с входом . датчика перемещения, выходы крторого соединены с входами суммовычитающего блока, и блок определения направления, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью.повышения надежности, в него введены инвертор, элементы задержки, D-триггерн, RS-триггеры, вход инвертора подключен к первому выходу суммовычитающего блока, а выход - к входу первого элемента задержки, выход которого подключен к входу последнего О-триггера, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы суммовычитающего блока подключены через соответствующие- элементы задержки, к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого,, шестого и седьмого О-триггеров, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и. восьмой выходы суммовычитающего блока также подключены к вторым входам соответствующих О-триггеров, выходы nefiBoro и пятого О-триггеров подключены к первому н второму R-входам .первого RS-триггера, а выходы второго и шестого О-триггеров подключены к первому и второму R-входам второго RS-триггера, выходы третьего и седьмого- О-триггеров сл подключены, к первому и второму вхо--дам первого RS-триггера, выходы четвертого и восьмого D-тритгеров подключены к первому и второму-5-вхо- дам второго RS-триггера, выходы первого и второго RS-триггеров подключены к первому и второму входам блока определения направления. о 4: :о X) 4 сд