Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в измерительных систе мах и цифровых следящих системах. Известен преобразователь угла поворота ротора сельсина в цифровой код, содержащий сельсин, трансформа тор, сумматор, два усилителя-ограни чителя, двоичный счетчик lj . Недостатком этого преобразователя является то, что двоичный счетчи реагирует не только наполезньй сиг нал, но и на сигнал помехи, амплитуда которого выше порога чувствительности схемы управления двоичным счетчиком. Таким образом, для обеспечения помехоустойчивости преобразователя необходимо увеличить порог чувствительности схемы управления двоичным счетчиком выше максимальной амплитуды сигнала помехи, что влечет за собой снижение точнос ти преобразователя. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питания, выход которого соединен со входом датчика угла, первьй и второй выходы которого соединены с первым и вторым аналоговыми входа ми блока выбора октантов, первый и второй выходы которого соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены со входами блока вычитания, реверсивный счетчик, пря мые и инверсные выходы млалших разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения, усилитель, фазочувствительный выпря митель, генератор импульсов 2J . Недостатком известного преобразователя является низкая точность из-за влияния помехи на работу реве

сивного счетчика.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в .код, содержар1ий источник питания, выход которого соединен со входом датчика угла, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым аналоговыми входами блока выбора октанта, первый и второй выходы которого соединены с аналоговыми входами первого и второго

элемент ИШ 13, триггеры 14 и 15 и компараторы 16 и 17.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналы с выходов датчика 2, пропорциональные синусу и косинусу угла его поворота, поступают на блок 4 выбора октанта, управляемого кодом октанта, поступающим с трех старших

разрядов реверсивного счетчика 5. Сигналы с выходов блока 4 поступают далее на входы функциональных делителей 6 и 7 напряжения, управляемых 1 функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены со входами блока вычитания, ренерсивный счетчик, прямые и инверсные выходы младших разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения, введены формирователь импульсов, ключ, два компаратора, два триггера, три элемента И, элемент ИЛИ, выход блока вычитания соединен через ключ со входами компараторов, выходы которых соединены со входами первого триггера, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых соединены с йервым и вторым входами реверсивного счетчика и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, выход источника питания соединен со входом формирователя импульсов, первьй выход которого соединен с управляющим входом ключа и вторьм входом второго триггера, а второй вькод соединен со вторым входом третьего элемента И, выходы трех старших разрядов реверсивного счетчика соединены с цифровыми входами блока выбора окталта. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 - временная диаграмма работы формирователя импульсов. Преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 питания, датчик 2 угла, формирователь 3 импульсов, блок 4 выбора октанта, реверсивный счетчик 5, функциональные делители 6 и 7 напряжения, блок 8 вычитания, ключ 9, элементы И 10-12,

31

соответственно прямым и инверсным кодами в пределах октанта, поступающими с младших разрядов реверсивного счетчика 5. Сигналы с выходов функциональных делителей 6 и 7 напряжения подаются на входы блока 8 вычитания, с выхода которого сигнал рассогласования поступает через ключ 9 на входы компараторов 16 и 17. Работой ключа 9 vпpaвляют стробирутощие Импульсы ( UC-JPQC фиг. 2) поступающие с одного выхода формирователя 3 импульсов. На другом выходе формирователя 3 импульсов присутствуют счетные импульсы (D

на

сцет фиг. 2), сдвинутые относительно стро бирующих импульсов на 90 эл.град. Последовательности импульсов синхронизованы с частотой питания датчика 2, причем стробирующие .импульсы совпадают по времени с моментом максимума сигнала рассогласования, а счетные импульсы - с моментом перехода сигнала рассогласования через ноль.

С приходом стробирующего импульса триггер 15 устанавливается в единичное состояние и подготавливает элемент И 12 для прохождения счетного импульса через него на входы элементов И 10 и 11. Одновременно, в течение длительности стробирующего импульса, сигнал рассогласования через ключ 9 подается на входы компараторов 16 и 17. В зависимости от знака сигнала рассогласования, срабатывает один из компараторов 16 или 17, который переключает триггер 14 в нулевое или единичное состояния, что, в свою очередь, подготавливает прохождение счетного импульса через элемент И 10 или 11 на вход сложения или вход вычитания реверсивного сче чика 5.

С приходом счетного импульса ре.версивный счетчик 5 увеличивает или уменьшает свой код на одну единицу младшего разряда (в сторону уменьшения сигнала рассогласования). Од4361

новременно счетный импульс с выхода элемента И 10 или 11 через элемент ИЛИ 13 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние, что препятствует 5 прохождению на реверсивный счетчик 5 счетного импульса до прихода следующего стробирующего импульса. Далее цикл повторяется.

Если фазы импульсов на выходах

10 формирователя 3 импульсов и сигнал рассогласования Ьр соответствуют временной диаграмме, представленной на фиг. 2, то сигнал Up будет всегда подаваться на входы компараторов

15 16 и 17 в моменты максимума своего амплитудного значения, что облегчает распознавание знака компараторами 16 и 17, так как в этот момент напряжение помехи, определяемойпрежде

20 всего квадратурной составляющей,

близко к нулю. В момент прихода счетного импульса ключ 9 закрыт, и помеха не может изменить состояние компараторов 16 и 17,а следовательно.

25 и состояние реверсивного счетчика 5. Подача счетного импульса в моменты времени, когда Up 0, снижает уровень коммутационных помех, устраняет скачки напряжений и улучшает динамиJQ ку преобразователя, что повышает точность его работы. Кроме того, вероятность совпадения случайной помехи со временем прихода стробирующего импульса пренебрежимо мала, а значит и пренебрежимо мала вероятность сбоев реверсивного счетчика 5 от случайной помехи.

Осуществление преобразования на переменном токе и подача стробирующих импульсов в моменты равенства нулю квадратурной составляющей сигнала датчика 2, а счетньк импульсов в моменты перехода через ноль сиг-нала рассогласования позволяет повысить точность преобразователя угла

поворота вала в код по сравнению с базовым примерно в 2 раза при использовании СКВТ 1 класса и в 4-5 раз - при использовании СКВТ 111 класса.

V

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРО ТА ВАЛА В КОД, содержащий источник питания, выход которого соединен с входом датчика угла, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым аналоговыми входами блока выбора октанта, первый и второй вы-ч ходы которого соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены с входами блока вычитания, реверсивный счетчик, прямые и инверсные выходы младших разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены формирователь импульсов, ключ, два компаратора, два триггера, три элемента И, элемент ЙЖ, вход блока вычитания соединен через ключ с входами компараторов, выходы которых соединены с входами первого триггера, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами реверсивного счетчика и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, (О выход которого соединен с вторь1ми входами первого и второго элементов . И, выход источника питания соединен с входом формирователя импульсов, а с первый выход которого соединен с управляющим входом ключа и вторым входом второго триггера, а второй ю выход соединен с вторым входом третьего элемента И, выходы трех 41ь старших разрядов реверсивного счетчиСО Од ка соединены с ц)ровыми входами блока вьйора октанта.

Фае. I