Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/48 

1 Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие послед вательно соединенные генератор импул сов, делитель частоты и усилитель мощности, выход которого подключен к первичной обмотке синусно-косинусног вращающегося трансформатора (СКВТ), вторичные обмотки СКВТ через коммута- Тор подключены к блоку фазосдвигающих элементов, выход которого через последовательно включенные фильтр и компаратор подключен к первым входам первого и второго элементов И, первый триггер, выходы которого подключены к вторым входам первого и второ го элементов И, а выходы первого н второго элементов И подключены к установочным входам второго триггера выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора, выход reнератора импульсов подключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого соединен с одним выходом второго триггера, а выход подключен к счетчику,один выход счетчика подключен к установочному входу первого триггера, а другой - к одному входу третьего триггера, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, а выход первого элемента И подключен к другим входам третьего триггера и счетчика 1j . Недостатком известного преобразователя является невысокая точность, вызванная погрешностями СКВТ. Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла (СКДУ),выходы которого подключены к первым входам блоков умножения, выходы блоков умножения подключены к сумматору, выходы которого через формирователь модуля напряжений и формирователь знака напряжения подключены к входам реверсивного счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика через блок функционального преобразования кодов подключены к вторым входам блоков умножения 2 . Недостатком таких преобразователей является невысокая точность вызван ная погрешностями СКДУ. 74 . 1 Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выход которого через посл.вдовательно соединенные фильтр и усилитель подключен к одному входу синхронного детектора, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, блок преобразования напряжения в частоту следования импульсов, счетчик, блок индикации, реверсивный счетчик, первый и второй формирователи НММ-сигналов, выходы которых подключены к согласующему блоку, выходы согласующего блока подключены к входам СКВТ, выходы синхронного детектора через блок преобразования напряжения в частоту следования импульсов подключены к счетчику и реверсивному счетчику, выходы которого ПОДКЛК)ЧЕНЫ к первому и второму формирователям ШИМ-сигналов, а выходы счетчика подключены к блоку индикации З . Недостатком известного преобразователя является его невысокая точность. Цель изобретения - повьшение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, вЬкод которого через последовательно соединенные фильтр и усилитель подключен. к одному входу синхронного детектора, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, блок преобразованя напряжения в частоту следования импульсон,счетчик, блок индикации, реверсивный счетчик, первый и второй формирователи ШИМ-сигналов, выходы которых подключены к согласующему блоку, введены высокочастотный фильтр, формирователь модуля найряжения, формирователь знака напряжения, первый и второй коммутаторы, блок управления коммутаторами, блок контроля и блок регулирования напряжения, сигнальные входы которого соединены с выходами согласующего блока, а выходы подключены к входам СКВТ, выход синхронного детектора через высокочастотный фильтр подключен к формирователю знака напряжения и к последовательно соединенным формирователю модуля напряжения и блоку преобразования напряжб;ния в частоту следования импульсов, выход кот рого и выход формирователя знака напряжения через первый коммутатор подключены к сигнальному и управляющему входам реверсивного счетчика, в ход которого подключен к одному сигнальному входу второго коммутатора, выход . второго коммутатора подключен к входам первого и второго формирователей ШИМ-сигналов, выход счет чика подключен к входу блока контрол выходы блока контроля подключены к другому сигнальному входу второго ко мутатора, блоку индикации и счетчику, выходы блока управления коммутаторами подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов. На чертеже представлена блок-схема преобразователя. Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор 1, выход которого через последовательно соединенные фильтр 2 и усилитель 3 подключен к одному входу синхронного детектора 4, другой вход которого соединен с источником 5 опорно го напряжения. Выход синхронного детектора 4 через высокочастотный фильтр 6подключен к формирователю 7 знака напряжения и к последовательно соединенному формирователю 8 модуля напряжения и блоку 9 преобразования напряжения в частоту следования импульсов, выход которого и выход формирователя 7знака напряжения через первый коммутатор 10 подключены к сигнальному и управляющему входу реверсивного счетчика 11, выход которого подключен К одному сигнальному входу второго коммутатора 12, выход коммутатора 12 подключен к входам формирователей 13 и 14 ШИМ-сигналов, выходы которьк подключены к согласующему блоку 15, выходы блока 15 через блок 16 регулирования напряжений подключены к входам СКВТ 1, выход блока 9 подключен к входу счетчика 17, выход которо го подключен к входу блока 18 контроля, выходы блока 18 подключены к другому сигнальному входу коммутатора 12, блоку 19 индикации и счетчику 17, выходы блока 20 управления коммутаторами подключены к управляю1цим входам коммутаторов 10 и 12. Преобразователь работает следующим образом. В реверсивном счетчике 11 формируется код N, эквивалентный углу c«i поворота ротора с СКВТ 1, связанного с объектом. В формирователях 13 и 14 формируются ШИМ-сигналы, разложение которых в ряд Фурье можно представить в виде t д- ,д 2 2 -- co5(2k.i)(lKM)wt, И k si{ Z It Т IС. где UQ - амплитуда сигналов; CO - круговая частота сигналов; fc--- -aN- длительности импульсов ШИМ со сигналов; а - коэффициент пропорциональности. В СКВТ 1 сигналы U , и Ug модулируются в функции синуса и косинуса угла поворота OG и суммируются на его роторной обмотке. .На выходе СКВТ 1 формируется напряжение и и,«51ПЫ - ИгСОбЛ При равенстве коэффициентов передачи синусной и косинусной обмоток СКВТ 1 выходное напряжение фильтра 2, выделяющего первую гармонику (), равно V А sin(c)t(i) 5tn (ос-а Wcj), де А, (f - постоянные передачи фильтра 2. На выходе фильтра 6 вьщеляется потоянная составляющая сигнала U с оответствующим знаком. Блок 9 формирует импульсы с часотой, пропорциональной постоянной оставлякщей напряжения Ux, выделямой формирователем 8. Эти импульсы оступают через коммутатор 10 на счетый вход реверсивного счетчика 11, аправление счета которого опрееляется выходным сигналом формироателя 7 знака. После компенсации вмодные напряжения U и U равны ную, на выходе блока 9 импульсов нет. Для исключения влияния неравентва коэффициентов передачи синусной косинусной обмоток СКВТ на точность реобразования производят масщтабироание входных напряжений СКВТ 1.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, выход которого через последовательно соединенные фильтр и усилитель подключен к одному входу синхронного детектора, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, блок преобразования напряжения в частоту следования импульсов, счетчик, блок индикации, реверсивньш счетчик, первый и второй формирователи ШИМ-сигнапов, выходы которых подключены к согласующему блоку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены высокочастотный фильтр, фор- мирователь модуля напряжения, фор мирователь знака напряжения, первый и второй коммутаторы, блок управления коммутаторами, блок контроля и блок регулирования напряжения, сигнальные входы которого соединены с выходами согласующего блока, а выходы подключены к входам синуснокосинусного вращающегося трансформатора, выход синхронного детектора через высокочастотный фильтр подключен к формирователю знака напряжения и к последовательно соединенным формирователю модуля напряжения и блоку преобразования напряжения в частоту следования импульсов, выход которого и выход формирователя знака СО напряжения через первый коммутатор подключены к сигнальному и управляющему входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к одному сигнальному входу второго коммутатора выход второго коммутатора подключен к входам первого и второго формирователей ШИМ-сигнапов, выход счетчика 4 подключен к входу блока контроля, сх выходы блока контроля подключены к СП другому сигнальному входу второго коммутатора, блоку ийдикации и счет4 чику, И.1ХОДЫ блока управления коммутаторами подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов.