Преобразователь угол-фаза-код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к автоматике и вь ч:ислителькой технике и может иыть использовано для связи аналоговьж, источников информации с цифровой вычислительной маимной.

Цель изобретения повышение помехозащищенности н точности преобразователя без увеличения динамической погрешности.

На фиг. 1 изобра/лена блок-схема преобразователя угол-фаза-код; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит синуснокосипусный вращающийся трансформатор (СКВТ)1J генератор 2 синусоидального напрялсения, переключатель 3 синфазных напря/кений, фазосдвигающую цепь 4, переключатель 5, фильтр 6, счетчик 7, компаратор 8, двухканальный ключ 9, элемент И 10, элемент НЕ 11, элемент И 12; D-триггеры 13 к 14, элемент ИЛИ 15; элемент И 16, генератор 17 импульсов, блок 18 управления, состоящий из компаратора 19; счетчика 20 дешифратора 21, одновибраторов 22 и 23, элемента ИЛИ 24, элемента НЕ 25 R-S-триггера 26.

Преобразователь работает следуюпщм образом.

Цикл кодирования угла занимает два с полориной периода onopHoio напряжения и,-,, (фиг, 2) генератора 2 синусоидального напряжения. Напряжение U, ч;-;ступая на первичную обмотку СКВТ 1, вызывает появление на вторичных обмотках напряжений U и Ug, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу угла поворота ротора СКВТ 1. Напрялсения Ug (фиг. 2) поступают на входы переключателя 3 синфазных напряяений, В начале первого периода опорного напряжения U управляющее напряжение Ц, , формируемое блоком 18 управления, устанавливает контакты переключателя 3 синфазных напряжений в положение I,

При этом на выходе фазосдвигающей . цепи 4 и соответственно на выходе переключателя 5 формируется напряжение Ui, фаза которого пропорциональна углу d поворота ротора СКБТ 1.

Переключатель 5 под воздействием управляющего напряжения Ug за1 1ьгкает выход фазосдвигающей цепи 4 на общую aiiJHy в моменты времени, соответствующие переходам через нуль опорного напряжения U,. Управляющее напряжение и устанавливает контакты переключателя 3 синфазных напряжений в положение П в начале второго периода опорного напряжения U.

При этом на выходе фазосдвигающей цепи 4 и переключателя 5 формируется напряжение U, фаза которого пропорциональна углу поворота ротора СКВТ 1. Во время лt и 4t2(фиг,2) происходит прекращение переходных процессов, вызванных перезарядом реактивных элементов фазосдвигающей цепи 4 и фильтра 6 из-за коммутации входов фазосдвигающей цепи 4 переключателем 3 синфазных напряжений.

С выхода переключателя 5 напряжение Ug поступает на вход фильтра 6, Блок 9 ключей под воздействием управляющего напряжения Ug замыкает реактивные элементы фильтра 6 на общую шину, уменьшая длительность переходных процессов, возникающих при коммутации входов фазосдвигающей цепи 4 переключателем 3.

Напряжение U,, отфильтрованное от помех и шумов, поступает на вход компаратора 8, который формирует сигналы и в момент перехода напряжения И j; через ноль. Выходное напряжение компаратора И поступает на первый вход элемента И 10 и на вход элемента НЕ 11. На выходе элемента НЕ 11 формируется сигнал Un, противоположный по фазе сигналу U Сигнал U поступает с выхода элемента НЕ 11 на второй вход элемента И 12. Триггеры 13 и 14 под воздействием управляющего сигнала U устанавливаются в положение 1, и на соответствующие входы элементов И 10 и И 12 поступают разрешающие уровни логической единицы. На информационные входы триггеров 13 и 14, с выхода блока 18 управления, поступает управляющее напряжение ид . Первьй положительный перепад напряжений U, или при наличии сигнала U, равного логическому нулю, переводит один из триггеров 13 или 14 в состояние логического нуля в момент времени, пропорциональный углу поворота СКВТ 1 .При срабатывании триггера 13 уровень логического нуля запирает элемент И 12 и запрещает дальнейшее прохождение сигналов Uj на счетный вход триггера 14. При срабатывании триггера 14 запирается элемент И 10, и запрещается прохождение сигнала Uj.Ha счетный вход триггера 13. Пусть в момент t сработал триггер 14 (фиг. 2). Потенциал логической единицы через элемент ИЛИ 15 поступает на элемент И 16, к второму вход которого подключен генератор 17 импульсов. Высокочастотные импульсы ге нератора 17 заполняют счетчик 7. Во время второго периода опорного напря жения U(,, положительный перепад напряжения и,, при наличии сигнала U , равного логической единице, переводит триггер 14 в состояние 1 (момент времени t , пропорциональный углу поворота ротора СКВТ 1), и на входе/элемента И 16 оказывается потенциал логического нуля. Прохождени импульсов генератора 17 на вход счет чика 7 прекращается. Следовательно, на выходе одного из триггеров 13 и 14 и соответственно на выходе элемен I 1 (Х 15 формируется временной интерта ИЛИ , длительность которого пропорвалЛС , „ циональна углу 2. В счетчике 7 фиксируется число импульсов, пропорциональное углу d. Наличие элемента НЕ 11, формирующего сигнал U из сигнала и,, позволяет производить формирование временного интервала/st , про-порционального измеряемому углу 2оС не только йри переходах напряжения U из отрицательной области в положительную, но и по переходам через нуль напряжения U из положительной области в отрицательную, что, в свою очередь, позволяет увеличить время переходных процессов ( &t без увеличения времени преобразования. Уменьшение длительности переходного процесса позволяет сузить полосу пропусканий фильтра 6. Сужение полосы пропускания фильтра 6 приводит к повышению помехозащищенности и точности преобразователя.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-ФАЗАКОД, содержащий генератор синусоидального напряжения, выход которого через синусно-косинусный вращающийся трансформатор подключен к информационному входу переключателя синфазных напряжений, выход которого подключен к входу фазосдвигающей цепи, первый компаратор, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к синхровходу первого D-триггера, второй элемент И, третий элемент И, выход которого подключен к входу первого счетчика, вьгход которого является выходом преобразователя, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозагцищенности и точности преобразователя, в него введены переключатель, фильтр, двухканальный ключ, два элемента НЕ, второй D-триггер, два элемента ИЛИ, второй компаратор, дешифратор, два одновибратора, второй счетчик, R-Sтриггер, выход фазосдвигающей цепи подключен к информационному входу переключателя, первый вьс:од которого подключен к общей шине, а второй - к входу фильтра, первшЧ и второй выходы которого через двухканальный ключ . подключены к общей щине, а третий выход через последовательно соединенные первый компаратор и первый элемент НЕ подключен к первому входу второго элемента И,выход которого подключен к синхровходу второго Dтриггера, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а инверсный выход подключен к второму входу первого элемента И, прямой выход первого D-триггера подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, а инверсный выход - к второму входу второго элемента И, вы(Л ход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего элемента И, выход генератора импульсов подключен к входу генератора синусоидального напряжения и входу второго счетчика, первый выход которого подключен к первым входам дешифратора, второго элемента ИЛИ, R-S-триггера и через 00 второй элемент НЕ к информационным. ел входам первого и второго D-триггеров, 05 второй выход второго счетчика через О первый одновибратор подключен к вхо00 дам сброса второго счетчика и первого и второго D-триггероз, выход генератора синусоидального напряжения через второй компаратор подключен к второму входу дешифратора, выход которого подключен к второму входу R-S-триггера и через второй одновибратор к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам управления переключателя и двухканального ключа, выход R-S-триггера подключен к входу управления переключателя синфазных напряжений.