Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/60 

1

ны соответственно с первым и вторым входами формирователя кодов, пятый вход распределительного блока соединен с входом второго формирователя прямоугольного напряжения, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами регистра квадрантов и первым и вторым входами первого элемента ДЛИ, выход которо-i го является пятым выходом распределительного блока, первый и второй выходы первого формирователя импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемен- ,та l-LQii, выход которого соединен с первым входом элемента блокировки, выход которого является вторьп-; выходом распределительного блока, второй вход элемента блокировки ..является четвертым входом распределительного блока, первый и второй входы распределителя импульсов являются соответственно третьим и шестым входами распределительного блока, а выход - третьим выходом распределительного блока.

3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блок синхронизации запуска содержит счетчик тактовых импульсов j, обменный регистр, счетчик запуска, элемен запуска, генератор тактовых импульсо выход которого соединен с первым входом элемента запуска и является вторым выходом блока синхронизации запуска, второй вход элемента запуск является вторым входом блока синхронизации запуска, первый и второй выходы элемента запуска соединены с первым и вторым входами счетчика запуска, выход которого является первым выходом блока синхронизации

Изоиретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности преобразователя при изменении частоты питающего напряжения, температуры и при888

запуска, первый вход блока синхронизации запуска соединен с третьими входами элемента запуска и счетчика запуска, третий вход блока синхронизации запуска соединен с управляющими входами счетчика тактовых импульсов и обменного регистра, счетный вход счетчика тактовых импуль-. сов подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а разрядные выходы соединены с соответствующими разрядными входами обменного регистра ,. разрядные выходы .которого соединены с разрядными входами счетчика запуска.

4.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что элемент блокировки содержит элемент ИЛИ, элемент И, h-формирователей импульсов, входы которых являются вторым входом элемента блокировки

а выходы через элемент ИЛИ соединены с первым входом элемента И, второй вход которого является первым входом элемента блокировки, а выход - выходом элемента блокировки.

5.Преобразователь по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что элемент запуска содержит два элемента И, RS -триггер, S-вход которого является первым входом элемента запуска и соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами элемента запуска, R -вход является третьим входом элемента запуска, прямой выход RS-триггера соединен с вторым входом . первого элемента И, инверсный выход

RS -триггера соединен с вторым входом второго элемента И, третьи входы первого и второго элементов И объединены и являются вторым входом элемента запуска.

менения синусно-косинусных датчиков с различным фазовым сдвигом.

На фиг. 1 представлена блок-схема многоканального преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 - блок-схема . элемента запуска; на

31

фиг, 3 - блок-схема элемента блокировки.

Устройство содержит, синусно-коси- нусные датчики 1, коммутатор 2, коммутатор 3 квадрантов, декодирующий преобразователь 4, распределительный блок 5, блок 6 сравнения, блок 7 синхронизации запуска, масштабирующие усилители 8, электронные ключи 9, блок 10 управления, разбязывающие усилители 11, регистр 12 поразрядного уравновешивания, электронные ключи 13, резисторный делитель 14 напряжения, формирователь 15 кодов, формирователь 16 прямоугольного нап- ряжения, регистр 17 квaдt)aнтoв, формирователь 18 импульсов, первый элемент ИЛИ 19, элемент 20 блокировки, формирователь 21 импульсов, второй элемент ШШ 22, формирователь 23 пря- моугольного напряжения, формирователь 24 кодов, распределитель 25 импульсов генератор 26 тактовых импульсов, счетчик 27 тактовых импульсов, обменный регистр 28, счетчик 29 запуска, эле- мент 30 запуска, элемент 31 памяти, элемент 30 запуска представляет собой RS -триггер и два элемента И 33 и 34, .элементы И-НЕ 35, элемент 20 блокировки содержит формирователи 36 импуль- сов, элемент ИЛИ 37, элемент И 38,

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение с выходов вторичных обмоток синусно-косинусных датчиков 1, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу угла поворота вала, поступают на входы коммутатора 2, Последним производится

выбор конкретного датчика путем подачи на управляющий вход коммутатора

адреса (например, из ЦВМ), Выходными сигналами входного коммутатора 2 являются напряжения синусных и косинусных обмоток синусно-косинусных датчиков, которые через масштабирующие усилители 8 поступают на вход электронных ключей 9 и входы первого формирователя 16 прямоугольного напряжения, В блоке 16 из синусоидальных выходных напряжений синус- но-косинусного датчика формируются прямоугольные напряжения синусного и косинусного каналов преобразователя соответственно. Это напряжение поступает на В-входы регистра 17 квадран тов, т,е. на D-входах регистра 17 квадрантов формируется двухразрядный код, определяемьй соотношением

0 5 0 5 о

и

55

5

5

0

полярностей напряжений синусной и косинусной обмоток датчиков 1 соответственно, В формирователе 23 прямоугольного напряжения и формирователе 21 импульсов напряжение питания сети преобразуется в прямоугольное напряжение и импульсы по переднему и заднему фронтам этого напряжения соответственно . Эти импульсы подаются на С -вхо-. ды регистра 17 квадрантов. Таким образом, с приходом импульса, соответствующего переходу через нуль напряжения питания сети в регистр 17 квадрантов, производится запись кода квадранта угла поворота вала синусно-косинусного датчика 1, Блок 10 управления электронными ключами в зависимости от кода квадранта подключает через электронные ключи 9 выходы масштабирующих усилителей 8 к прямому или инверсному входу развязывающих усилителей 11 таким образом, что сигналы синусного и косинусного каналов преобразователя поступают на входы декодирующего преобразователя противофазно, обеспечивая его работу в соответствии с выражением

и„созо(- U sinoi и 3 sin(45°-o() О

где 0 - угол поворота вала синусно-косинусного датчика; К - масштабный коэффициент.

Декодирующий преобразователь 4 работает по управляющему сигналу с распределительного блока 5. Этот сигнал формируется следующим образом.

Импульс, соответствующий переходу через нуль сетевого напряжения питания датчиков с выхода формирователя 21 импульсов и элемента ШШ 22, осуществляет перезапись содержимого счетчика 27 тактовых импульсов в обменный регистр 28 по переднему фронту импульса и обнуление счетчика 27 тактовых импульсов по заднему фронту, К моменту прихода следующего импульса перезаписи счетчиком 27 тактовых импульсов производится подсчет числа импульсов тактового генератора 26 за полупериод сетевого напряжения. Импульсом,сформированным при переходе через нуль выходного напряжения синусно-коси- нусного датчика на формирователе 18 импульсов и проходящим через элемент

ИЛИ 19. и элемент 20 блокировки в счетчик 29 запуска,производится на- начальная установка инвертирсванного кода из обменного регистра 28. Этот код представляет собой значение числа импульсов генератора 26 тактовых импульсов за полупериод сетевого напряжения со сдвигом на один разряд в сторону младшего. Таким образом, в счетчике 29 запуска после начальной установки вписано число

п N m Y

где N - объем, счетчика;

m - число импульсов в полупериоде сетевого напряжения .

Этим импульсом производится начальная установка элемента 30 запус- ка. обеспечивающего с приходом первого тактового импульса начальную запись кода угла / , соответствующего половине числа разрядов регистра 12 поразрядного уравновешивания, в счет- чик запуска. К моменту прихода второго тактового импульса в счетчике 29 запуска вписано число

V N -f .0

30

m

40

Таким образом, через -у- -oi импульсов происходит переполнение счетчика 29 запуска и происходит запуск распределителя 25 импульсов обеспечивающего работу регистра 12 поразрядного уравновешивания декодирующего преобразователя 4. Учитывая, что т/2 соответствует числу импульсов за четверть периода синусоидального напряжения выходных обмоток синусно-коси- нусного датчика, запуск распределителя 25 импульсов и работа декодирующего преобразователя производится в области максимального значения синусоидального напряжения. Фазовьш сдвиг выходных напряжений-различных датчиков случаен в пределах от 8 до 73°, Поэтому при смене адреса на коммутаторе 2 может произойти ложный запуск блока 7 синхронизации запуска при пере- ходе через нуль напряжения на выходе коммутатора 2 в момент переключения. Элемент 20 блокировки формирует сигнал блокировки запуска блока 7 синхронизации запуска на время переключения 55 коммутатора 2. Распределитель 2.5 импульсов вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на вход регистра

45

З

0 5

0

0

5

5

12 поразрядного уравновешивания декодирующего преобразователя 4. По этому сигналу в соответствии с сигналами, поступающими на измерительные входы декодирующего преобразователя 4, происходит поразрядное уравновешивание измерения напряжений. Выходное напряжение декодирующего преобразователя 4 поступает на вход блока 6 сравнения и сравнивается с нулевым потенциалом, поступающим на второй вход блока 6 сравнения. Блок сравнения выра- . батывает на h-ом такте сигнал рассогласования и управляет триггером., П --го разряда регистра 12 поразрядного уравновешивания, отключая при этом разряд из процесса уравнове- .шивания при условии Uo О (U,- выходное напряжение резисторного делителя напряжения) . При , О сигнал рассогласования не вырабатывается и h -ый разряд участву-. ет в процессе уравновешивания. В результате преобразования на регистре 12 поразрядного уравновешивания устанавливается код угла поворота вала синусно-косинусного датчика,который считывается с формирователя кодов 5,управляемого регистром 12 поразрядного уравновещивания.

После окончания процесса поразрядного уравновешивания измеряемого сигнала распределитель импульсов 25 запускает элемент 31 памяти, блокирующий цепь прохождения импульсов тактового генератора через элемент 30 запуска на счетчик 29 запуска и обеспечивает ждущий режим работы устройства до следующего запроса, поступающего на управляющий вход преобразователя.

Таким образом, введение в распределительный блок 5 формирователей 16 и 23 прямоугольного напряжения, формирователей 18 и 21 импульсов, двух элементов ИЛИ 1 9. и 22 и элемента 20 блокировки с соответствующими связями и выполнение блока 7 синхронизации запуска описанным образом позволяет сформировать временные задержки непосредственно выходным сигналом синусно-косинусного датчика. Это позволяет осуществить преобразование напряжение - код при максимуме выходного синусоидального напряжения и тем самым позволяет повысить функциональную надежность преобразователя.

Сеть

Фие. 1

31

сриа.2

фие.З

ВНИИПИ Заказ 651/61 Тираж 818 Подписное Филиал 1ШП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4