Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/24 

1

Изобрет -чие относится к автоматике и вычислительной .технике, может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройстврм и является дополнительным к основному авт. св. № 902039. .

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых углов пре образователя.

На чертеже представлена функцио- нальная схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, выход которого подключен к входу счетчика 2, выходы которого подключены к входам регистра 3 и дешифратора 4, выходы которого подключены к входу интегратора 5 выходы которого подключены к вхаду фазовращателя 6, выход которого соединен с входом компаратора 7., выход которого подключен к управляющему входу регистра 3, выход старшего разряда счетчика:2 подключен к входу инвертора 8, выход которого соединен с D -входом триггера 9, 1) - вход триггера 10 соединен с входом инвертора 8, входы триггеров 9 и 10 соединены с выводом компаратора 7, вход элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ FTH П соединен с выходом предпоследнего разряда счетчика 2, выходы D -триггеров 9 и 10 соединены с входами дифференцирующих элементов 12 и 13 соответственно, выходы которых соединены соответственно с входами элементов И-НЕ 14 и 15, выходы которых подключены соответственно к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 16, а вторые входы - с выходом элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 1 1 .

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом

Импульсы генератора I поступают на вход счетчика 2. Импульсы с выходов счетчика 2 поступают на входы дешифратора 4, выходы которого соединены с входами интегратора 5, с выходов которого поступает питающее напряжение на входы фазовращателя 6, при положительном значении напряжения на выходе которого компаратор 7 вырабатывает сигнал логической 1, а при отрицательном - сигнал логического О. При поступлении на управляющий вход регистра 3 с выхода компаратора 7 положитель151772

ного фронта сигнала на выходе регистра 3 устанавливается код, соответствующий углу поворота вала фазовращателя 6,

5 Подсчет числа оборотов вала производится следующим образом.

Триггеры 9 и 10 представляют собой D -триггеры. На вход D -триггера 10 поступает сигнал с выхода

to старшего разряда счетчика 2. Тот же сигнал, но проинвертированный инвертором 8, поступает на вход 1 -триггера 9. На входы С триггеров 9 и 10 поступает сигнал с выхода компарато15 ра 7.

При повороте вала фазовращателя в одну сторону импульсы на выходе компаратора 7 будут менять свою фазу относительно импульсов на выходе

20 старшего разряда счетчика 2. Состояние выхода триггера 9 в этот момент будет логический О, а триггера 10- логическая 1.

При повороте вала в положительном направлении наступит момент, когда разность фаз достигнет значения 360 , что соответствует углу поворота вала фазовращателя 6 на 180 , в этот момент состояние выходов триггеров 9 и 10 изменится на противоположное. Дифференцирующие элементы 12 и 13 вырабатывают импульсы в момент изменения состояния триггеров

35 9 и 10, причем на выходе дифференцирующего элемента 12 будет импульс положительной полярности, так как выход триггера 9 изменил свое состояние с логического О на гическую 1. На выходе дифференцирующего элемента 13 будет в этот момент импульс отрицательной полярности, который элемент И-НЕ 15 воспринимает как логический О. Таким

45 образом, на первый вход элемента И-НЕ 14 поступит положительный импульс, а на первый вход элемента И-НЕ 15 - отрицательный. На вторых входах этих элементов будет

50 состояние логическая 1. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 11

О

импульсы отстают по фазе на 90 , импульсы на выходе последнего (старшего) разряда счеТчика 2 и элемен- 55 ты 14 И-НЕ не пропустят импульс, вы- работанный дифференцирующим элементом 12. Следовательно, на вычитающий вход {реверсивного счетчика. 16

30

3

импульс не поступит и счетчик 1б предыдущего состояния не изменит,

При дальнейшем повороте вала фазовращателя 6 наступит- момент времени,, когда разность фаз между ш-5пуль сами на выходе компаратора 7 и последнего разряда счетчика 2 станет равным 180°, что соответствует углу поворота вала фазовращателя 360 или 0°, В этот момент времени триггеры 9 и 10 изменят свое состояние. На выходе триггера 9 появится сигнал логической 1, а на выходе триггера 10 - сигнал логического О. Дифференцируюпр1е элементы 12 и 3 вырабатывают импульсы в момент изменения состояния триггеров 9 и 10. причем на их выходах будут импульсы положительной и отрицательной полярности соответственно. В этот момент времени состояние выхода элемента 11 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ будет логическая 1 и элемент И-НЕ 14 пропустит на вход сложения реверсивного счетчика 16 импульс с вы- хода дифференцирующего элемента 12, но уже.проинвертированный, а на вычитающем выходе реверсивного счетчика 16 сохранится состояние ло

гической 1 , так как на одном входе элемента 15 И-НЕ с выхода диф- ференцируницего элемента 13 появится импульс отрицательно полярности, который элемент И-НЕ 15 воспримет как сигнал логического О, Таким образом, числовое значение кода на выходах реверсивного счетчика 16 увеличится на единицу, что означает, что вал фазовращателя 6 повернулся на один электрический оборот.

При вращении вала фазовращателя 6 в другую сторону, т.е. при уменьшении разности фаз между импульса- и на выходе старшего разряда счетчика 2 и компаратора 7, импульсы счета оборотов будут приходить на вычитак щий вход реверсивного счетчика 16. Формирование этих им

5 5 0 5

0

5

77.

пульсов производится так же, как в случае вращения вала фазовращателя 6 в положительном направлении, Как видно из работы преобразователя, элемент ИСКЛЮЧАКХЦЕЕ ИЛИ 11 и элe 5eнты И-НЕ 1-4 и 15 необко- диьП) ДЛЯ устранения ложных импульсов в момент прохождения угла поворота вала-фазовращателя 6, равного 180.

1

Таким образом, в реверсивном счетчике 16 формируется код, соответствующий числу оборотов вала от начальной точки отсчета.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала Б код nd ав.св, № 902039, о т- л н ч а ю щ и и с к тем j что, с целью .расширения диапазона )язме- ряеьшх углов преобразователя, в наго введены первый и второй И. триггеры, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ КИИ, первый и второй дифференцирующие элементы, первый и второй элементы И-НЕ, реверсивный счетчик и инвертор, вход которого подключен к выходу последнего .разряда счетчика, а выход - к D-входу первого J) -триг.гера, С-вход которого подключен к выходу компаратора и С-ВХОДУ второго D-триггера, D-вход которого подключен к выходу последнего разряда счетчика, выход инвертора подключен, к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу предпоследнего разря40 да счетчика, а выход

к первым входам первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых подключены к входам реверсивного счетчика, входы первого и второго дифференцирующих эйементов соединены с выходами первого и второго ЗЭ геров соответственно, а вйлхоДы с вторыми входами .первого и второго элементов И-НЕ соответственно г

Редактор М. Келемещ

Составитель Ю. Котов

Техред М.Надь Корректор В. Синицкая

Заказ 912/60Тираж 818 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал гаш Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для формирования информации об угловых положениях вала в цифровом виде. Целью изобретения является расширение диапазона измеряе- мых углов преобразователем. Цель достигается тем, что в преобразователь по авт.св. № 902039 введены инвертор, D -триггеры, злемент ИС- КЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, дифференцирующие элементы, элементы НЕ и счетчик. Форьш- рование выходного кода осуществляется в счетчике по сигналам с выхода компаратора. При этом в счетчик запись сигналов осуществляется с выходов дифференцирующих элементов в моменты формирования на выходе,элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ разрешающих запись сигналов. I ил. СП