Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и .ычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известен преобразователь угла поворо та вала в код, содержащий синусно-косинус ный датчик угла (СКДУ), выходы которого подключены к одним входам блоков умножения, другие входы блоков умножения соединены с выходами функционального преобразователя кодов, а выходы подключены к сумматору, выход сумматора через компаратор и управляемый генератор подключен к реверсивному счетчику, выходы разрядов которого подключены к функцио нальному преобразователю кодов (1J.

Недостатком данного преобразователя является его сложность.

Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, выходы которого подключены к последовательно включенным формирователю кода грубого otc4eTa и коммутатору, выходы коммутатора подключены к аналого-цифровому преобразователю, выход которого подключен к вычислительному блоку, блок памяти, фазовый детектор, сумматор (2).

Недостатком такого преобразователя является его невысокая точность, вызванная наличием высших гармоник в питающем напряжении.

.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий блок преобразования угла поворота в модули-, рованные по амплитуде сигналы, одни выходы которого подключены к последовательно включенным формирователю кода грубого отсчета и коммутатору, первый и второй выходы коммутатора подключены к аналоговым входам первого и второго функциональных преобразователей напряжения, цифровые входы которых соединены с выходами разрядов счетчика, а выходы подключены к элементу сравнения, генератор импульсов, элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента сравнения через фазовый детектор подключен к входу генератора импульсов и к второму входу элемента И, второй элемент И, входы которого соединены с выходами фазового детектора и генератора импульсов, а выход подключен к входу вычитания счетчика 3|.

Недостатком известного преобразователя является его сложность.

Цель изобретения - упрощение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий блок преобразования угла поворота п модулированные по амплитуде сигналы, одни выходы которого подключены к последовательно включенным формирователю кода грубого отсчета и коммутатору, первый и второй выходы коммутатора подключены к аналоговым входам первого и второго функциональных преобразователей напряжения,, цифровые входы которых соединены с выходами разрядов счетчика, а выходы подключены к элементу сравнения, генератор импульсов, элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, введены компаратор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр, выходы формирователя грубого отсчета через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к управляющему входу блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, информационные входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, а выходы подключены к информационным входам регистра, другой выход блока преобразования угла поворота в модулированные по амплитуде сигналы через компаратор подключен к управляющему входу формирователя кода грубого отсчета и к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выход подключен к управляющему входу регистра, генератор импульсов подключен к входу счетчика.

Функциональные преобразователи на. пряжения выполнены последовательно соединенных г остоянного запоминающего щего устройства и цифроаналогового преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит блок 1 преобразования угла поворота в модулированные по амплитуде сигналы, одни выходы которого подключены к последовательно включенным формирователю 2 кода грубого отсчета и коммутатору 3, первый и второй выходы коммутатора 3 подключены к аналоговым входам первого4 и второго 5 функциональных преобразователей напряжения, цифровые входы которых соединены с выхоДами .ц6в счётчйка б, а выходы подключены к элементу 7 сравнения, генератор 8 импульсов, элемент И 9, первый вход которого соединен с выходом генератора 8 Импульсов, компаратор 10, элемент 11 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 12 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр 13, выходы формирователя 2 груоого отсчета через элемент 11 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к управляющему входу блока 12 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, информационные входы которого соединены с выходами разрядов счетчика 6, а выходы подключены к информационным входам регистра 13. другой «ычод блока 1 преобразования угла попорота в модулированные по амплитуде сигналы через- компаратор 10 подключен к управляющему Btoду формирователя 2 кода грубого отсчета и к второму входу элемента И , третий вход которого соединен с выходом с-лемента 7 сравнения, а выход подключен к управляющему входу регистра 13, генератор 8 импульсов подключен к счетчику 5.

Функциональные преобразователи напряжения выполнены в виде последовательно соединенных постоянно запоминающего устройства (ПЗУ) 14 и цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 15. Блок I содержит сельсин 16, выходы которого через делители напряжения, образованные резисторами 17-19 и 20-22, подключены к общей шине. Формирователь 2 кода грубого отсчета содержит компараторы 23-25, выходы которых подключены к регистру 26 грубого отсчета. Коммутатор 3 содержит блок 27 переключателей, один из выходов которого подключен к инвертору 28.

Преобразователь работает следующим образом.

В блоке 1 вырабатываются сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде по синусоидальным законам в функции угла с(С поворота вала се 1ьсина 16. В зависимости от относительной величины амплитуд выходных сигналов блока-1 весь диапазон угловых значений делится на 6 секторов по 60° каждый. Углы 0°, 60°, 120°, ... считаются базовыми. Это деление реализуется компараторами 23-25. Условный трехразрядный код поступает на адресные входы блока.27, и соответствующая пара сигналов с наибольшими амплитудами (для данного сектора) поступает на выходы коммутатора. Причем схема комутации составлена так, что на выход А всегда подается сигнал, амплитуда которого с ростом оС возрастает, а на другой выход В - убывает. При любом

; значении угла dC эти сигналы противофазны,

.поэтому для дальнейй1ей работы с ними один из них инвертируется инвертором 28. Коммутатор 3 подключает на выходы Л и В пару наибольших по абсолютной величине амплитуд напряжений с выхода блока

Iи подает их на входы ЦАП 15 в качестве опорных напряжений, приведенных к одному из секторов 6Д.

На цифровые входы ЦАП 15 с частотой генератора 8 импульсов из ПЗУ 14 функциональных преобразователей 4 и 5 поступают пары значений функций cos j к sin (+30°) соответственно. Здесь - цифровое представление угла, обегающего диапазон 60° с щагом 60°/г (п-разрядность адресных входов ПЗУ 14), формируется на выходе разрядов двоичного счетчика 6 Разность напряжений между выходами ЦАП 15 функциональных преобразователей 4 и 5 будет пропорциональна выражению (A-A)siMU.t,

элемент 7 сравнения вырабатывает единичный сигнал, поступающий на вход элемента 9. Для исключения нулей функции sinurt компаратор 10 вырабатывает строб-импульсы при . Для обеспечения стабильности работы преобразователя генератор 8 также вырабатывает стробимпульс. Оба строб-импульса поступают на входы элемента 9, выходной сигнал которого служит стробом для записи в выходной регистр 13 цифрового кода с выхода счетчика Q. Этот код является выходным кодом отсчета преобразователя. Элемент 11 и блок 12 предназначены для занесения показаний счетчика 6 в регистр 13 в прямом или обратном коде в зависимости от номера сектора, выходные напряжения которого подключены к выходу коммутатора 3. Для нечетных секторов элемент

I1вырабатывает нулевой сигнал и показания счетчика 6 переписываются через блок 12 в регистр 13 прямым кодом, а для четных секторов элемент II вырабатывает единичные сигналь и в регистр 13 заносится обрати ный код счетчика 6.

Введение в предлагаемый преобразователь новых элементов позволяет упростить его по сравнению с известным. Экономический эффект от использования изобретения определяется меньшими затратами на его изготовление.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий блок преобразования угла поворота в модулированные по амплитуде сигналы, одни выходы которого подключены к последовательно включенным формирователю кода грубого отсчета и коммутатору, первый и второй выходы коммутатора подключены к аналоговым входам первого и второго функциональных преобразователей напряжения, цифровые входы которых соединены с выходами разрядов счетчика, а выходы подключены к элементу сравнения, генератор импульсов, элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены компаратор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок элементов- ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр, выходы формирователя грубого отсчета через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к упраилякмцему входу блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, информационные входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, а выходы подключены к инфо|)мационн1)1м входам регистра, дру|-ой иыход блока преобразования угла поворота в модулированные но амплитуде сигналы через компаратор подключеп к унравляюп1ему входу формирова(g теля кода 1рубого отсчета и к второму вхо(Л ду элемента И, третий вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выход подключен к управляющему Bxoyiy регистра, генератор имнульсов подключе г к входу счетчика. 2. Преобразователь по i. 1, отличающийся тем, что функциональные преобразователи напряжения выполнены в виде последовательно соединенных постоянного запоминающего устройства и цифроаналогового ;о преобразователя.