Преобразователь угла поворота вала в широтно-импульсный модулированный сигнал Советский патент 1984 года по МПК G08C9/00 

2. ПреоС5разователь по п.1, о т личающийся тем, что элемент сравнения содержит первый и второй компараторы и триггер, первый вход элемента сравнения подключен к. одному входу первого компаратора, второй вход элемента сравнения подключен к другому входу первого компаратора и к одному входу

второго компаратора, другой вход которого соединен с общей шиной, а выход подключен -к единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с третьим входом элемента сравнения, а первый выход элемента сравнения соединен с выходом первого компаратора .

1 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ . МОДУЛИРОВАННЫЙ СИГНАЛ, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного Тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый комутатор и выпрямитель - к первому входу элемент.а сравнения, источник сигнала .беременного тока подключен к второму входу элемента сравнения и к другому входу блока определения квадранта, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введен элемент задержки, вход которого соединен с первым выходом эле 9 мента сравнения, а выходы элемента задержки и первый выход элемента рравнения подключены к сигнальным входам второго коммутатора, выход которого подключен к третьему входу элемента сравнения.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мож«т быть использовано для связи аналоговых источников информации с обьектом управления, . Известен преобразователь угла поворота вала в ШИМ-сигнал, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с выходом источника синусоидального сигнала переменного тока, и выпрямитель, вход которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом синусо дального сигнала переменного тока, а выход является выходом устройства, один из выходов синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключен непосредственно к вхо ду выпрямителя l.. Недостатком известного преобразователя является ограниченный диа пазон однозначнрго измерения угловых перемещений равный квадранту. Это обусловлено тем, что характери стика преобразования имеет вид кусочно-ломаной кривой с разными зна ками производной в смежных квадран тах. Поэтому при переходе из одного квадранта в другой взаимно однозначное соответствие между угловым перемещением и длительностью импульсов нарушается, что затрудняет формирование ШИМ-сигналов в диапазоне О-ЗбО, Известен также преобразователь угла поворота, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформато вход которого подключен к выходу источника синусоидального сигнала переменного тока, выполненного в ви последовательно соединенных генера тора, фильтра и усилителя мощности а выходы через коммутатор - к входу выпрямителя, блок определения квадранта, входы которого соединены с выходами синусно-косинусного враща ющегося транформатора и источника синусоидального сигнала переменого тока, а выход - с управляющим входом коммутатора, и элемент сравнения, состоящий из двух компараторов и триггера, причем первый вход первого компаратора подключен к выходу выпрямителя, а второй вход - к выходу источника синусоидального сигнала переменного тока и ( через фазосдвигающую цепочку) к первому входу второго компаратора, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход -к первому входу триггера, умножитель частоты, формирователь импульсов, ключ и счетчик, причем вход умножителя частоты подключен к выходу источника синусоидального сигнала переменного тОка, а выход через формирователь импульсов - к информационному входу ключа, управляющий выход которого соединен с выходом триггера, а выход - с выходом счетчика, выход которого является выходом устройства t2l , Недостатком такого преобразователя является малый диапазон однозначного преобразования угла в ШИМ-сигнал, ограниченный деятельностью к-участка., т,е. рад. Наиболее близким к изобретению является преобразователь угла поворота вала в ШИМ-сигнал, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансФорматор, вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпрямитель - к первому входу элемента сравнения, источник синусоидального сигнала переменного тока подключен к второму входу элемента сравнения и к другому входу блока определения квадранта, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, источник синусоидального сигнала переменного тока через последовательно соединенные формирователь опорных ШИМ-сигналов, и второй коммута тор подключен к одному входу сумматора, другой вход которого соединен с выходом сравнения 31 . Недостатком известного преобразователя является его сложность, вызванная сложностью выполнения формирователя опорных ШИМ-сигналов Цель преобразователя - упрощение преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в ШИМ-сигнал, содержащи синусно-косинусный вращающийся тран Форматор, вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпрямитель - к первому входу элемента сравнения, источник сигНсша переменного тока подключен к второму входу элемента сравнения и к другому входу блока определения квадранта, выход которого подключен к управляющим входам первого и-вто комк1утаторов, введен элемент задержки, вход которого соединен с первым выходом элемента сравнения, а выходы элемента задержки и первый выход элемента сравнения подключены к сигнальным входам вто рого коммутатора, выход которого подключен к третьему входу элемента сравнения. Элемент сравнения содержит перв и второй компараторы и триггер, первый вход элемента сравнения подключен к одному входу первого компаратора, второй вход элемента сравнения подключен к другому входу первого компаратора и к одном входу второго компаратора, другой вход которого соединен с общей шин а выход подключен к единичному вхо ду триггера, нулевой вход которого соединен с третьим входом элемента сравнения, а первый выход элемента сравнения соединен с выходом первого компаратора. На чертеже представлена структурная схема преобразователя. Преобразователь содержит синусн косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, вход которого соединен с выходом источника 2 синусоидального сигнала переменного тока, а выходы через первый коммутатор 3 с входом выпрямителя 4, второй ком мутатор 5, блок 6 определения квад ранта, входы которого соединены с ходами СКВТ 1 и источника 2 синусо дального сигнала, а выходы - с управляющими входами коммутаторов 3 и 5, элемент 7 сравнения, состоящи из компараторов 8 и 9 и.триггера 1 причем входы компаратора 8 соедич иены с выходом источника 2 синусоидального сигнала и шиной нулевого потенциала - с первым входом ( -S ) триггера 10, входы компаратора 9 соединены с выходами источника 2 синусоидального сигнгша к илпрямителя 4, а выход непосредственно и через элемент 11 задержки - с инфор мационными входами коммутатора 5, выход которого подключен к второму входу (В) триггера 10, выход которого является выходом преоСразователя. Преобразователь работает- следующим образом. Обмотка возбуждения СКВТ 1, ротор которого связан с вгшом объекта управления, подключена к выходу источника 2, формирующего синусоидальный сигнал Ucпеременного тока с периодом Т. С выходных обмоток СКВТ 1 снимаются сигналы U, Uj переменного тока, модул,ированные в функции синуса и косинуса угла поворота в вала. Блок 6 путем анализа знака фазы (относительно U) электрических сигналов U;, и и,2 определяют квадрант, которому соответствует текущее значение угла поворота и в зависимости от номера квгщранта устанавливает «коммутатор 3 в положение, при котором к входу выпрямителя 4 подключается меньший из выходных сигналов U (1 и 3-м квадрантах) или и (во 2 и 4-м квощрантах). Выпрямитель 4 преобразует поданный на его вход сигнал в постоян,ное напряжение U , изменяющееся по синусоидальному закону при изменении 9 . Синусоидальный сигнал Uc переменного тока с выхода источника 2 сравнивается с нулевым напряжением (посредством компаратора 8) и с выпрямленным напряжением U (посредством компаратора 9).Оба компаратора, а также триггер 10 входят в состав элемента 7 сравнения, формирующего ШИМ-сигнал с периодом Т и длительностью импул ь со в, пропорцион альной Углу поворота 9 , причем-передний фронт кгикдого импульса ШИМ-сигнала формируется в момент времени, соот- ; ветствующйй срабатыванию ( при Ос-ОУ компаратора Е, выходной, импульс которого устанавливает триггер 10 в, положение 1, а задний фронт в момент времени, смещенный иа ; (t О, 1, 2, 3) относительно момента срабатывания (при Uf. - Ug )юмпаратора 9, импульс с выхода которого сразу же ( в первом квадранте) или с задержкой ( в остальных квадрантах) возвращает триггер 10 в исходное положение О. 1113 Элемент 11 выполняет функцию задержки импульса с выхода компаратора 9 элемента сравнения на |, |, У- соответственно. В эависимости от положения коммутатора 5, уп равляемого блоком 6 определения кварранта, на вход R триггера 10 прохоп дит: в первом квгщранте - импульс с выхода компаратора 9 непосредствен но Q во втором квадранте - импульс с первого выхрда элемента 11 (задержанный относительно выходного импульса Т компаратора 9 на с.-), в третьем квадранте - импульс с выхода276элемента 11 ( ь J и в четвертом квадранте - импульс с третьего выхода элемента 11 ( « ) . Таким образом, на выходе триггера 10 элемента сравнения формируются импульсы ШИМ-сигнала о периодом Т и длительностью, пропорциональной углу поворота вала во всем диапазоне О-Збо изменения &, При этом предлагаемый преобразователь по сравнению с прототипом упрощается, Экономический эффект от использо вания преобразователя определяется снижением стоимости его изготовления.