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

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и автоматических системах для преобразования угловых и линейных перемещений в цифровой код.

Известен преобразователь угловых перемещений в код, содержащий генератор, выходы которого соединены с входами двух гетеродинов и одним из входов выходного устройства, фазовращатель на основе синусно-косинусного датчика (СКД), два преобразователя частоты, выходы которых через компараторы соединены с входами выходного устройства, одни из входов преобразователей частоты соединены с выходом одного из гетеродинов, другой вход одного из преобразователей частоты соединен с выходом СКД, а другой вход другого преобразователя частоты - с выходом другого гетеродина 1.

Недостатком преобразователя является невысокая температурная стабильность, вызванная изменением фазовых сдвигов вносимых линией связи и самим синуснокосинусным датчиком при изменении температуры окружающей среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь угловых перемещений в код, содержащий генератор, выход которого подключен к источнику парафазных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к первому входу синуснокосинусного датчика, входы второго сумматора подключены к третьему и четвертому выходам источника парафазных сигналов, а выход - к второму входу синусно-косинусного датчика, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот, фазочувствительный детектор и компаратор подключен к первому входу преобразователя временного интервала в код, пятый выход источника парафазных сигналов подключен к второму входу преобразователя временного интервала в код, третий вход которого подключен к щестому выходу источника парафазных сигналов, седьмой выход которого подключен к другому входу фазочувствительного детектора 2.

Недостатком известного преобразователя является его невысокая температурная стабильность.

Цель изобретения - повыщение температурной стабильности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угловых перемещений в код, содержащий генератор, выход которого подключен к входу источника парафазных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к входам первого

сумматора, выхо, г.огдрпго подключен к первому входу скнусио-косинусного датчика, входы второго сумматора подключены к третьему и четвертому выходам источника

парафазных сигналов, а выход - к второму входу синусно-косинусного датчика, первый компаратор, выход которого подключен к первому входу преобразователя временного интервала в код, выход генератора подключен к второму входу преобразователя временного интервала в код, введены три преобразователя частоты, два компаратора, выход синусно-косинусного датчика подключен к первым входам первого и второго преобразователей частоты, вторые входы которых подключены соответственно к второму и первому выходам источника парафазных сигналов, входы третьего преобразователя частоты подключены к первому и второму выходам источника парафазных сигналов, выход второго преобразователя частоты через второй компаратор подключен к третьему входу преобразователя временного интервала в код, выход третьего преобразователя частоты через третий компаратор подключен к четвертому входу преобразователя временного интервала в код, выход первого преобразователя частоты соединен с входом первого компаратора.

При этом источник парафазных сигналов содержит два гетеродина и два фазосдвигающих элемента, входы гетеродинов объединены, являются входом источника парафазных сигналов, выходы первого и второго гетеродинов подключены к входам соответственно первого и второго фазосдвигающих элементов и являются первым

и вторым выходами источника парафазных сигналов, а выходы первого и второго фазосдвигающих элементов являются соответственно третьим и четвертым выходами источника парафазных сигналов.

Кроме того, преобразователь частоты содержит последовательно соединенные умножитель и фильтр, входы умножителя являются входами преобразователя частоты, а выход фильтра является выходом преобразователя частоты.

Функциональная схема преобразователя представлена на чертеже.

Преобразователь содержит генератор 1, источник 2 парафазных сигналов, состоящий из гетеродинов 3 и 4 и фазосдвигающих

элементов 5 и 6, сумматоры 7 и 8, синуснокосинусный датчик 9, преобразователи 10-12 частоты, компараторы 13-15, преобразователь 16 временного интервала в код.

Преобразователь работает следующигу

образом.

Частота задающего генератора 1 с помощью гетеродинов 3 и 4 источника 2 парафазных сигналов преобразуется в синусоидальные колебания частот Ш и vs а с помощью фазосдвигающих элементов 5 и 6 начальная фаза этих колебаний сдвигается на четверть периода (на частоте uTi - на+5Г/2, а на частоте тд - на-5/2). На выходах сумматоров 7 и 8 формируются напряжения Е, Ej coswi t-l-Е, cos lOi t, Ej EI sin UTit-E sin , которые используются для питания синуснокосинусного датчика 9, в результате выходное напряжение датчика 9 Ее Е, KTPI cos(u;it-с +,) +Ea-KrpaCosx (Wii+d.f), где Кт|1,иКг -коэффициенты трансформации; А г-фазовые сдвиги, вносимые самим датчиком 9 и линией связи, соответственно на частотах ш, и щ-. Это напряжение подается на одни из входов преобразователей 10 и 11 частоты, на другие входы которых подаются периодические сигналы с выходов гетеродинов 3 и 4 (в преобразователе 12 частоты преобразуются частоты с выходов гетеродинов 3 и 4), после перемножения и фильтрации разностной частоты преобразователями 10-12 частоты на 13- 15 будут слевходах компараторов дующие сигналы и io Ед - Krfe- К„ч„ ), Uii Ej-Krp, KMitCOstat-dt.+А ), Uiz Е-Кпч1г cos.t, где л lOt -Wt. С помощью компараторов 13-15 эти сигналы согласуются с преобразователем 16 временного интервала в код, в котором выделяются начальные фазы сигналов Uio и. и 11 относительно сигнала и, с последующим преобразованием в код и нахождением полусуммы. В результате на выходе преобразователя 16 будет код, пропорциональный угловому перемещению N,. (Ч Ytc,/2 - d( -f (А- jg/2, где Чи -1 Yio -rf. - JBi Поясным повыщение температурной стабильности преобразователя. Пусть индуктивное сопротивление статорных цепей на частотах иг,, и ш равно Х, и Х (гдеХ Хг + ДХ), учитывая что Х,(2 Z , гд1е Z-активное сопротивление статорных цепей,тогда -arctj-j -T « ife - -XI Тогда фазовый сдвиг, вносимый самим СКД, в выходном результате преобразователя проявляется в виде величины - - .. - :e -jk;fe; Как видно из этого выражения, фазовый сдвиг, вносимый самим СКД, значительно снижен по сравнению с известным устройством. При изменении сопротивления меди на д Г , обусловленного изменением температуры, имеем ir ()/2.- -traСуммарное изменение фазового сдвига, обусловленного температурным х дрейфом сопротивления меди обмоток возбуждения СКД, имеет величину (гут -)-ilr Как видно из изложенного,фазовый сдвиг, вносимый СКД, и его изменения в предлагаемом устройстве уменьщаются в .Л /2 Щг раз. Кроме того, фазовый сдвиг, вносимый линией связи, в устройстве также ослаблен в Л. /2 Wj раз.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВБ1Х ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий генератор, выход которого подключен к входу источника парафазных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к первому входу синусно-косинусного датчика, входы второго сумматора подключены к третьему и четвертому выходам источника парафазных сигналов, а выход - к второму входу синуснокосинусного датчика, первый компаратор, выход которого подключен к первому входу преобразователя временного интервала в код, выход генератора подключен к второму входу преобразователя временного интервала в код, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности преобразователя, в него введены три преобразователя частоты, два компаратбра выход синусно-косинусного датчика подключен к первым входам первого и второго преобразователей частоты, вторые входы которых подключены соответственно к второму и первому выходам источника парафазных сигналов, входы третьего преобразователя частоты подключены к первому и второму выходам источника парафазных сигналов, выход второго преобразователя частоты через второй компаратор подключен к третьему входу преобразователя временного интервала в код, выход третьего преобразователя частоты через третий компаратор подключен к четвертому входу преобразователя временного интервала в код, выход первого преобразователя частоты соединен с входом первого компаратора. 2.Преобразователь по п. 1. отличающийся тем, что источник парафазных сигналов содержит два гетеродина и два фазоI сдвигающих элемента, входы гетеродинов объединены, являются входом источника (Л парафазных сигналов, выходы первого и второго гетеродинов подключены к входам соответственно первого и второго фазосдвигающих элементов и являются первым и вторым выходами источника парафазных сигналов, а выходы первого и второго фазосдвигающих элементов являются соответственно третьим и четвертым выходами ис4 точника парафазных сигналов. 3.Преобразователь по п. I, отличаюСО щийся тем, что преобразователь частоты 4 содержит последовательно соединенные о умножитель и фильтр, входы умножителя 00 являются входами преобразователя частоты, а выход фильтра является выходом преобразователя частоты.