Способ преобразования угловых перемещений в код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/22 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляющих системах. Известен способ преобразования угловых перемещений в код, основанный на формировании двух переменных напряжений питания синусно-косинусного датчика, сдвинутых одно относи тельно другого по на 90, прео |разовании напряжений питания в два сигнала, фаза одного из которых относительно первого напряжения питания равна сумме 90° и углового пере мещения, и преобразовании фазы одно го из сигналов в код СЗНедостатки известного способа низкие разрешающая способность и точность преобразования Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ преобразования перемещений в код, основанный на формировании пер вого и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика, формировании первого и второго сигналов первой частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, формировании третьего и четвертого сигналов частоты, который сдвинуты один относительно другого по фазе на 90°, преобразовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещенйя, модулировании этих сигналов, вьщелении из модулированных сигнал информационного и опорного сигналов частота которых равна разности первой и второй частот, а разность фаз между ними пропорциональна угловому перемещению, и преобразовании разно ти фаз в код,формировании первого нап жения питания путем суммирования первого и иторого сигналов С Недостатки известного способа низкие точность и разрешакицая способность. Целью изобретения является повышение точности и разрешающей .способ ности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования угловых перемещений в код, основанному на формировании первого и второго капряжений питания синусно-косинусного датчика формирования первого и второго сигналов первой частоты, которые сдвинуты один относительно другого пофазе на 90, формировании третьего и четвертого сигналов второй частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90°, преобразовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещения, модулировании этих сигналов, вьщелении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот а разность фаз между ними пропорциональна угловому перемещению, и преобразовании разности фаз между информационным и опорным сигналами в код, первое напряжение питания формируют путем сложения первого и третье|го сигналов, второе напряжение питания формируют путем сложения второго и четвертого сигналов, а модулирование пятого и шестого сигналов осуществляют первьЕ « и третьим сигналами. На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ преобразования углового перемещения в код. Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2 делителей частоты, блок 3 формирования питакв1их напряжений, синусно-косинусньй датчик 4, блоки 5 и 6 умножения, фильтры 7 и 8 разностной частоты, блок 9 преобразования фаза - код. Устройство работает следзпощим образом.f Напряжения питания Ul и U обмоток возбуждения синусно-косинусного датчика 4 имеют вид; (co5v)t + cosu,jt J; U e-E (Sin(jt)t+stnu) 11 , где E- амплитуда напряжений питания, получаемых при помощи блока 2 делителей частоты, делящего частоту задающего генератора 1 до частот со и u)2 9 и блока 3 формирования питакш(их напряжений, содержащего, например, два фильтра, выцелякмцих из прямоугольных импульсов частот 1О и lOj первую гармонику, ,дваiфазосдвигакщих устройства, сдвигающих сигналы частот lu и uj2 на 90, и два сумматора для суммирования соответствующих составляющих. В результате в выходных обмотках синусно-косинусного датчика 4 наводятся следующие напряжения: ,р/оК)ЕКтр2 05() . U; -EK,p,Sm(u))(u)) где К „ и К - коэффициенты тран формации синусно-косинусного датчика 4 на частотах ш и to. После амплитудной модуляции этих напряжений периодическими сигналами с частотами tu и to/, осуще ствляемой при помощи блоков 5 и 6, и выделения сигналов разностной частоты с помощью фильтров 7 и 8 разностной частоты на входах блока 9 преобразования фаза - код присутствуют фазомодулированные напряжения U, (nt-oi) ; u; AKrpi(attoi.|-j, где А - коэффициент пропорциональности, определяемый передаточными характеристиками блоков 5 и 6 и фил ров 7 и 8; Sl После представления разности фаз напряжений U и Ug в виде выходного кода, осуществляемого например, при помощи .измерения временного интервала, образованного моментами перехода через ноль напряжений }, , Ug при положительных производных этих напряжений, и заполнения его импуль сами образцовой частоты с последующим их подсчетом и выдачей результата в виде кода, имеем код Ng , пр порциональиый углово1 перемещению и в первом приближении не зависящий от несовершенств синусно-косину ного датчика 4; + 410Полезный фазовый сдвиг, пропорциональный углу поворота, входит в фазомодулированные сигналы с разными знаками, а основные несовершенства синусно-косинусного датчика 4 проявляются в них с одинаковыми знаками, и в результате осреднения выходной результат в первом приближении не зависит от основных несовершенств синусно-косинусного датчика 4.Следовательно разрешающая способность предлагаемого способа повышена без повьш ения частоты задающего генератора. Это происходит из-за того, что измерение фазового сдвига переносят на более низкую частоту Q. Повьшение разрешающей способности происходит в w.«. / Si раз, что на практике означает десятки раз. Важно отметить, что при значительной разнице в частотах и uj ( ujo) и достаточных добротностях частотоизбирательных устройств СКД можно запитывать не синусоидальными, а прямоугольными напряжениями и его выходные сигналы перемножать также на прямоугольные напряжения частот ц) и u)2 ,- что ведет к значительному упрощению реализации заявляемого способа. Согласно предлагаемому способу, при одинаково реализованных фазорасблищепителях на частоты зости uj к tOj погрешности от изменения частоты задающего генератора приводят к одинаковь в первом приближении несоверщеиствам питания на частотах to и U).j, что не приводит к нелинейности характеристики преобразования.

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, основанный на формировании первого и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика формирования первого и второго сигналов первой частоты, кото рые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, формировании третьего и четвертого сигналов второй частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, преобразовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещения, модулировании зтих сигналов, выделении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот, a разность фаз между ними пропорциональна угловому перемещению, и преобразовании разности фаз между информационным и опорным сигналами в код, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности преобразования, первое напряжение питания формируют путем сложения первого и третьего сигналов, второе напряжение питания формируют путем сложения второго и четвертого сигналов, a модулирование пятого и шестого сигналов осуществляют i первым и третьим сигналами. 00 СП о