Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/46 

KoSQ

Г

jHOfCSfS . 1 Изобретете относится к автоматике и вычислителы5{4Й технике и . может быть использовано в системах управления для ввода угловых величин в цифровую вычислительную машину, а также в системах автоматического регулир)6ания, связанных с угловыми перемещения1 1И, и является усовершенствованием преобразователя угла поворота вала в код по авт. св. ff 903929. Целью изобретения является повы шение быстродействия преобразователя. . На чертеже представлена структурич- rxcf-fa пр.еобразователя. :1|..:.:.с азователь содержит генера тор 1 имггульсов, счетчик 2, цифровой синусио-косинусный формирователь 3, блоки б элементов И сииусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 7, блок 8 фазочувствительных детекторов (ФЧД преобразователи 9 и 10 код - напряжение, суммирую1ций усилитель 1 нуль-органы 12 - 14, элемент 15 ИС КЛЮЧАЮЩЕЕ I-mH, коммутатор 16. Выход генератора 1импульсовсоединен с входом счетчика 2, выходы разрядов которого подключены к первым входам цифрового синусно-косинусного формирователя 3 и блока 4 элементов И. Выходы кодов синуса и косинуса формирователя 3 через коммутатор 16 подключены соответственно к первым входам блоков 5 и 6 элементов И и к цифровым входам преобразователей 9 и 10 код напряжение, выходы которых через суммирующий усилитель 11 подключены к первому нуль-органу 12, вы ход которого соединен со вторыми входами блоков 4-6 элементов И. Выходные обмотки СКВТ 7 соединены со входами блока 8 фазочувствитель ных детекторов, соответствующие выходы которого подключены к аналоговым входам преобразователей 9 и 10 код - напряжение и входам нуль-органов 13 и 14. Выход нульоргана 13 соединен со знаковым разрядом преобразователя 10 и первым входом элемента 15 ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ШШ, выход нуль-органа 14 сое динен со знаковым разрядом преобразователя 9 и вторым-входом элемента 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход ко торого подключен к управляющему 62 входу коммутатора 16. Выходы блока 4 элементов И совместно с выхо дами нуль-органа 14 и элемента 15 являются выходами кода угла устройства. Выходы блока 5 элементов И совместно с выходом нуль-органа 14 являются выходами кода синуса угла. Выходы блока 6 элементов И совместно с выходом нуль-органа 13 явJJЯютcя выходами кода косинуса угла. Преобразователи 9 и Ю код - напряжение представляют собой умножающие цифр оана лог овые преобразователи, обеспечивающие перемножение двух функций, одна из которых задана, аналоговым напряжением, a другая - цифровым кодом, причем в зависимости от значения знакового разряда выходное напряжение преобразователей меняет свою полярность. Цифровой синусно-косинусный формирователь 3 может быть выполней на основе двух идентичных блоков постоянной памяти, хранящих значения для . Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. Импульсы с генератора 1 поступают на счетчик 2, на выходах которого формируется циклический {сод, образующий временную шкалу преобразования. Этот код поступает на первые входы блока 4 элементов И и на входы формирователя 3, на выходах которого формируются коды синуса и косинуса угла, значение которого задается кодом счетчика 2, Коды синуса и косинуса угла через коммутатор 16 поступают на первйе входы блоков- 5 и 6 элементов И и на цифровые входы преобразователей 9 и 10 код - напряжение. На статорную обмотку СКВТ 7 непосредственно от источника питания IL подается переменное напряжение. Переменные напряжения с- выходных обмоток СКВТ 7, амплитуда которых изменяется по закону синуса и косинуса угла поворота ротора СКВТ 7, подаются на входы блока 8 фазочувствительных детекторов, на выходах которого формируются постоянные напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла и- поворота ротора СКВТ 7

и(t) Usin tfU,(t) Ucos 15-.

Эти напряжения поступают соответственно .на аналоговые входы преобразователей 9, 10 и на входы нуль-органов 13 и 14. Нуль-орга-. ны 13 и 14 срабатывают при изменении полярности выходных напряжений блока 8 фазочувствительных детекторов и таким образом определяют знаки косинуса и синуса преобразуемого угла. Сигналы с выходов нульорганов 13 и 14 поступают на входы элемента 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и на знаковые входы преобразователей 9 и 1О код - напряжение.

В зависимости от квадранта, в котором находится искомый угол поворота ротора СКВТ 7, с выхода элемента 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШЩ поступает сигнал управления на управляюпдай коммутатора 16, обеспечи- вающий подключение на соответствующий выход кодов синуса или косинуса формирователя 3 в соответствии с таблицей.

Преобразователи 9 и 10 осуществляют цифроаналоговое перемножение напряжений Ц, () , 13 W , поступающих на их аналоговые входы с блока 8 фазочувствительных детекторов, на коды синуса и косинуса, поданных на их цифровьт входы, при этом знаком выходного напряжения преобразователя 9 управляет нульорган 14, выход которого подключен к знаковому разряду преобразователя 9, а знаком выходного напряжения преобргГзователя 10 управляет нуЛь-qpraH 13, выход которого подключен к знаковому разряду преобразователя 10. В результате такого перемножения на выходах преобразователей 9 и 10 формируются напряжения, закон изменения которых с учетом знака приведен в -таблице.

Напряжения с выходов преобразователей 9 и 10 поступают на.суммирующий и вычитающий входы суммирующего усилителя 11, в результа1795364

те чего напряжение на выходе усилителя 11 изменяется по закону U;( (t) Usin(x-i), т.е. на вькоде еумми рующего усилителя 11 на интервале 5 изменения аргумента о Xig; формируется синусоидальное напряжение со сдвигом фазы, определяемой углом поворота ротора СКВТ 7.

Напряжение с выхода усилителя 11 10 подается на нуль-орган 12, котоРЬ1Й формирует импульсы в момент перехода через нуль от отрицательного значения к положительному. Эти импульсы поступают на вторые входы 15 блоков 4-6 элементов И, разрешая считывание кодов с выходов счетчика 2 и формирователя 3.

Так как в момент срабатывания нуль-органа 12 содержимое счетчика 2 представляет собой цифровой эквивалент приведенного угла i поворота ротора СКВТ 7 (х tS-) , то в этот момент с выхода блока 4 элементов И может быть считано значение кода приведенного угла , которое совместно с двумя старшими разрядами, определяемь1ми состоянием нуль-органа 14 и элемента 15 ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, дает значение кода искомого угла поворота W- ротора СКВТ 7, с выхода блока 5 элементов И может быть считано значение кода синуса угла sin 1% причем знак синуса определяется состояниг ем нуль-органа 14, ас выхода бло35ка 6 элементов И может быть считано значение кода косинуса угла cosi причем знак косинуса определяется состоянием нуль-органа 13.

40 Как видно из описания работы преобразователя, преобразование угла поворота вала в код осуществляется на интервале изменения аргумента , в то время как в

5 известном устройстве преобразование осуществляется на интервале изменения аргумента , т.е. время преобразования уменьшено в 4 раза без увеличения требований

JO к быстродействию входящих в него узлов. приведенное к одному квадранту 0 ; значение угла поворота ротора СКВТ 7j

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД по авт.. св. № 903929, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены второй и третий нуль-органы, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и коммутатор, информационные входы которого соединены с выходами цифрового синусно-косинусного формирователя, а первый и второй выходы - с первыми входами второго и третьего блоков элементов И соответственно, выходы блока фазочувствительных детекторов через второй и третий нульорганы соответственно подключены к первому и второму входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, выходы второго и третьего нуль-органов подключены г к третьим входам соответственного второго и первого преобразователей (Л код - напряжение.