Преобразователь выходных сигналов индуктосина Советский патент 1985 года по МПК H03M1/24 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и предназначено для использования в систе мах измерения перемещений, где первичным преобразователем является ин дуктосин, работающий, как правило, в высокочастотной области сигнала. Известен преобразователь выходньк сигналов индуктосина, содержащий генератор, подключенный к входу индуктосина, и амплитудный пре.образователь, соединенный с выходом индук тосина Cl 3. Недостатком данного преобразователя является низкая надежность, об ловленная сложностью построения амплитудного преобразователя. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является преобразователь выходных сигналов индуктосина, содержащий генератор высокой частоты, выход которого соединен со шк лой индуктосина, входом распределителя и импульсов, где п - число выходных обмоток индуктосина, и входом формирователя п-импульсов, выхо которого соединены с соответствующи ми первыми входами первой группы из п элементов И, а вторые входы этой группы элементов И соединены с прямым выходом формирователя п импульсов, смеситель, а также модулятор-д модулятор С2 . Недостатком иэв.естного преобразователя низкая надежность обусловленная сложностью построения электронной схемы и наличием элементов регулировки режимов работы преобразователя. Цель изобретения - повьпиение надежности преобразователя. Поставленная цель достигается те что в преобразователь выходных сигн лов индуктосина, содержащий генератор высокой частоты, выход которого соединен со шкалой индуктосина, вхо дом распределителя п импульсов, где п - число выходных обмоток индуктосина, и входом формирователя п импуль ов,. выходы которого соединены соответствующими первыми входами первой группы из п элементов И, а вторые входы этой группы элементов соединены с прямым выходом формирователяп импульсов, смеситель, введе ны вторая группа из п элементов И, п элементов ИЛИ и г инверторов, а рас- ки пределиТель п импульсов выполнен с дополнительной группой из п выходов, смеситель выполнен из 2п ключевых эле ментов и п резисторных делителей напряжения, первые входы второй Группы из Г элементов И соединены с соответствующими выходами дополни- тельной группы из п выходов распределителя п -импульсов, а вторые входы второй группы из п элементов И соединены с инверсным выходом формирователя р импульсов, выходы первой группы из п элементов И соединены с соответствующими первьми входами п элементов ИЛИ, а выходы второй груп пы из п элементов И соединены с соответствующими вторыми входами 1л элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами п инверторов и с входами нечетных ключевых элементов смесителя, а выходы инверторов соединены с входами четньк ключевых элементов смесителя, к выходам каждой пары нечетного и четного ключевых элементов смесителя подключены соответствующая выходная обмотка индуктосина и резисторный делитель напряжения, средние точки каждого из резисторных делителей напряжения являются выходами преобразрвателя. На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Преобразователь выходных сигналов индуктосина содержит генератор 1 высокой частоты, шкалу 2 индуктосина, головку 3 индуктосина, формирователь 4м импульсов, распределитель 5п импульсов, элементы И 6-11, элементы КГШ 12-14, инверторы 15-17, смеситель 18, который содержит ключевые элементы 19-24 и резисторы 25-30, средние точки 31-33 соединения которых явля-. ются въко1з,ами преобраз-ователя. Преобразователь работает следующим образом. Генератор 1 формирует на своем выходе квазисинусоидальное напряжение 34 (фиг-. 2) , которое подается на шкалу 2 индуктосина. Выходные обмотки головки 3 индуктосина формируют переменные выходные напряжения, амплитуда которых в пределах шага индуктосина изменяется в синусоидальной зависимости от перемещения. Очевидно, что на выходе первой выходной обмотиндуктосина это напряжение будет 31 в фазе (35, фиг. 2), а на выходе второй обмотки, например, в противо- фазе (36, фиг. 2) с питанием. Напряжение на выходах других обмоток не показаны. Одновременно с выхода генератора 1 напряжение подается на вход формирователя 4, при этом на ею прямом и инверсном выходах формируются сигналы 37 и 38 соответственно. Распределитель 5 на каждом последующем выходе также формирует сигналы, котоf bie сдвинуты на 1 /п периода их следования. Форма сигналов на выходахформирователя 4 и распределителя 5 близка к форме меандра. Сигналы с двух вькодов распределителя 5 обозна чены позициями 39 и 40. Сигналы с прямого выхода формирователя 4 поступают на одни входы элементов И 6-8, на другие входы которых поступают сигналы с первой гру пы выходов распределителя 5. Эти сиг налы открывают соответствующие элементы И 6-8, и на их выходах формируются сигналы высокой частоты, поступающие на первые вхо-ды элементов ИЛИ 12-14. Сигналы с инверсного выхода форми рователя 4 поступают на первые входы элементов И 9-11, на другие входы которых поступают сигналы с второй .группы вькодов распределителя 5. Эти ;сигналы открьшают соответствующие элементы И 9-11 и на их выходах также, как и в первом случае, формируют ся высокочастотные сигналы, поступающие на вторые входы элементов ИЛИ :12-14. Таким образом, на выходах элементо И 6-11 формируются пачки сигналов высокой частоты, которые находятся в противофазе друг относительно друга. На выходе каждого элемента ИЛИ 1214 возникает непрерывная последова1тельность п сигналов высокой частоты j(4l, фиг. 2), фазы сигналов в которо меняются на противоположные через ка дый полупериод низкой частоты, величина которой обусловлена, как видно, частотой следования сигналов на выходах распределителя 5. Аналогично формируется каждая из последовательностей г сигналов на выходах других элементов ИЛИ 12-14. При этом на выходах инверторов 15-17 формируются сигналы 42, которые совместно с сигналами с выходов элементов ИЛИ 12-14 754 поступают на соответствующие входы ключевых элементов.19-24.смесителя 18. К выходам ключевых элементов подключены соответствующие выводы вьГходных обмоток головки 3 индуктосина. Их выходные напряжения модулируются сигналами смесителя 18 и на выходах 3133 формируются модулированные по амплитуде выходные сигналы 45 индуктосина. Формирование этих осуществляется следующим образом. В момент времени, когда на выходе одного из ключевых элементов формируется логическая 1, на выходе другого устанавливается логический О. Это соответствует тому, что ключевой элемент с логической 1 имеет конечное сопротивление, через которое протекают токи, обусловленные напряжением логической 1 и наведенные в соответствующей выходной обмотке индуктосина. Эти токи суммируются с учешэм их знака (43, фиг. 2). Так как частота п сигналов равна частоте ге- . нератора 1, то суммирование происходит в течение длительности ti сигналов, которые в течение одного полупериода низкой частоты синфазны выходным сигналам индуктосина, а в течение другого полупериода противофазны им. В то же время выход ключевого элемента с логическим О имеет практически нулевое сопротивление. Следовательно, выходная обмотка головки .3 индуктосина оказывается замкнутой на конечное сопротивление того из электронных ключей 19-24, на выходе которого сформирована логическая 1. Вьгооды обмотки поочередно подключаются по выходному.напряжению с одного выхода на другой соответствующего ключевого элемента 19-24 (44, фиг.2) синхронно с полупериодом выходного сигнала индуктосина. А, так как фазы формирования п. сигналов высокой частоты меняются на противоположные с частотой сигналов низкой частоты, в течение одного полупериода низкой частоты имеет место сумма напряжения логической 1 с положительной полуволной выходного напряжения, а в течение другого полупериода низкой частоты возникает разность этих напряжений. Следовательно, па выходах 34-39 индуктосина формируются амплитуд но-модулиро на иные сигналы, глубина модуляции которых равна двойной

амплитуде выходного сигнала индукто-сина.

При логическом О не имеет места модуляция отрицательных полуволн; поэтому в процессе модуляции сразу же формируется сигнал на выходе каждой обмотки индуктосина, тождественный сигналу после однополупериодного детектирования (43 и 44, фиг.2), Их сглаживание осуществляется резисторными делителями напряжения на резисторах 25-30. Полученные на выходах 31-33 сигналы практически не нуждаются в дополнительном сглаживании.

Таким образом, преобразователь осуществляет перенос измерительной информации в низкочастртную область, что Приводит к повышению его надежности.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ ИНДУКТОСИНА, содержащий генератор высокой частоты, выход которого соединен со шкалой индуктосина, вхог дом распределителя h-импульсов, где и - число выходных обмоток индуктосина, и входом фор1ирователя п- импульсов, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами первой группы из п элементов И, а вторые входы этой группы элементов И соединены с прямым выходом фогмирователя п-импульсов, смеситель, о т пичаю-щийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя. в него введены вторая группа из п элементов И,м элементов ИЛИ и п инверторов, а распределитель Я импульсов выполнен с дополнительной группой из п выходов, смеситель выполнен из 2п ключевых элементов и п резисторных делителей напряжения, входы второй группы из пэлементов 1Г соединены с соответствующими выходами дополнительной группы из п выходов распределителя п импульсов, а вторые входы второй группы из п элементов И соединены с инверсным выходом формирователя п импульсов, выходы первой группы из п элементов И соединены 5 с соответствующими первьми входами Г1 элементов ИЛИ, а выходы второй груп(Л пы из п элементов И соединены с сос ответствующими вторЕФги входами г элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами п инверторов и с входами нечетных ключевых элементов смесителя, а выходы инверторов соединены с входами четных ключевых элементов смесителя, к выходам каждой пары нечетного и ел четного ключевых элементов смесите s| ля подключены соответствзпощая выходЬая обмотка индуктосина и резисторел ный делитель напряжения, средние точки каждого из резисторных делителей напряжения являются выходами преобразователя..

3ft- Jf 55 36 52 37 38 33 39

Фиг.1