Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/48 

1. 1

Иуобр€ тение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Цель изобретения - повышение точности преобразования угло;-7ого перемещения в код.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчики 2 и 3, компаратор 4, триггер 5, синусно-коси- нусный датчик 6, источник 7 питания, блок 8 совпадения, устройство 9 выборки и хранения, реверсивный счетчик 10 и дешифратор 11.

Устройство работает следующим образом.

Счетчик 3 осуп;ествляет деление частоты f генератора 1 до частотыf питания синусно-косинусного датчика 6. Источник 7 питания осуществляет фильтрацию сигнала старшего разряда счетчика 3 для выделения первой гармоники с малым коэффидиентом нелинейных искажений и усиление сигнала по мощности. Выходными сигналами синусно-косинусного датчика 6 являются напряжения, пропорциональные синусу и. косинусу угла поворота его оси

В исходном состоянии счетчик 2 обнулен сигналом триггера 5, а устройство 9 выборки и хранения находится под воздействием сигнала триггера 5 в режиме записи. Исходное состояние реверсивного счетчика 10 произвольное .Пусть в исходном состоянии содержимое реверсивного счетчика 10 равно N, тогда при накоплении в счечике 3 числа N, на выходе блока 8 сопадения формируется сигнал, запускающий триггер 5. Сигналом триггера 5 устройство 9 выборки и хранения переводится в режим хранения и запотгна- ет соответствующее этому времени мгновенное значение сигнала синусного выхода датчика 6. Компаратор 4 сравнивает сигнал с выхода устройства 9 выборкт и хранения и сигнал косинусного выхода датчика 6.

Сигнал о результате сравнения f. выхода компаратора 4 посту1тает на упра ляющиГ вход реверсивного счетчика 10 Однонременно сигналом триггера 5 сним .им ся блокиропкя с. нхсл.-- уотаио) ки п О гчегч(тка 2. мяин20

32822

нает счет импульсов тактовой частоты f и через время, равное четверти периода частоты f , срабатывает дешифратор 11. Время, равное четверти

J периода частоты fo от появления сигнала с триггера 5 до появления сигнала с дешифратора 11, обеспечивается соответствующей конфигурацией дешифратора 11. Сигналом дешифратора 1 1 ,

и поступаюш 1м на счетный вход реверсивного счетчика 10, содержимое реверсивного счетчика 10 увеличивается или уменьшается на единицу в зависимости от сигнала компаратора 4, по., ступающего на управляюш 1Й вход реверсивного счетчика 10. Содержимое реверсивного счетчика 10 увеличивается на единицу, если в момент появления сигнала дешифратора 11 напряжение косинусного выхода датчика 6 больше выходного сигнала устройства 9 выборки и хранения. В противном случае содержимое реверсивного счетчика 10 уменьшается на единицу.

Одновременно сигналом дешифратора 1 1 в очередном такте частоты f,,x сбрасывается триггер 5, сигналом триггера 5 обнуляется счетчик 2, и устройство 9 выборки и хранения переводится в режим записи. Первый цикл преобразования на зтом заканчивается. При этом реверсивный счетчик 10 принимает новое значение N . В следующем цикле преобразования все процессы поБТоряются аналогично описанному

и содержимое реверсивного счетчика 10 принимает значение N. В дальнейшем содержимое реверсивного счетчика 10 изменяется до тех пор, пока не примет некоторого значения N, около которого, при постоянном значении угла, будет совершать колебания на одну единицу младше Ч) разряда реверсивного счетчика 10. Изменение положения датчика 6 приводит к изменению соотношения сигналов синусного и косинусного выходов датчика 6 и к соответствующему изменению кода реверсивного счетчика 10.

В установившемся режиме при доста5

0

0

5

0

точно большой разрядности счетчиков 10 И 3 напряжения на входах компаратора 4 в момент формирования сиг- пала дешифратора 11 будут близки друг к другу, а код реверсивного счетчи- ка К) пропорционалер углу поворота оси синусно-косинусного датчика Ь. Начальный фaзoв.lj сдвиг -f, сигпллмв ;,; гчика 6 -.юже i бьп-ь (.к(-)мирнсирг-.ра н

31

его начальном устанонкий или тарир(1в- кой преобразователя при нулевом положении датчика 6.

Дискретность преобразования предлагаемого преобразователя на зависит от величины сигнала синусно-косинус- ного датчика 6 и определяется только разрядностью счетчиков 2,3 и 10. Для уменьшения дискретности преобразования достаточно увеличить число разря- дов этих счетчиков.

формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор тактовых импульсов, первый счетчик, компара- тор, триггер, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и источник питания, выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены второй счетчик, блок совпадения, устройство выборки и хранения, реверсивный счетчик и дешифратор, выход генератора

5

3.

Q

5 0

5

2824

тактовых импульсов соединен с входом синхронизацип реверсивного счетчика и счетными входами первого и второго счетчиков, выходы первого счетчика соединены с входами дешифратора, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика и первым входом триггера, выход которого соединен с входом установки в О первого счетчика и управляющим входом устройства выборки и хранения, вход которого соединен с первым выходом синусно-косинусного датчика, а выход - с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с вторым йы- ходом синусно-косинусного датчика, а выход - с управляющим входом реверсивного счетчика, выходы которого являются выходом преобразователя и соединены с первой группой входов блока совпадения, выход которого соединен с вторым входом триггера, выходы второго счетчика соединены с второй группой входов блока совпадения, выход старшего разряда второго счетчика соединен с входом источника питания.

Составитель А.Сидоренко Редактор А.Сабо Техред О.Сопко Корректор С.Черни

Заказ 2782/57 Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производстпенио-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и используется для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Цель изобретения - повышение точности преобразования углового перемещения в код. С этой целью в преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, первый счетчик, компаратор, триггер и источник питания, соединенные синусно-косинусным датчиком, введены второй счетчик, блок совпадения, устройство выборки и хранения (УВХ), реверсивный счетчик и дешифратор. В исходном состоянии первый счетчик обнулен, а дешифратор находится в произвольном состоянии (число N ). При накоплении во втором счетчике числа N блок совпадения, осуществляющий сравнение выходных кодов второго счетчика и дешифратора, выходным сигналом запускает триггер, который управляет работой УВХ и в этом случае переводит его в режим хранения. УВХ запоминает значение сигнала синусного выхода датчика. Компаратор срагзни- вает сигнал с выхода УВХ с сигналом косинусного выхода датчика, сигнал о результате сравнения с выхода компаратора управляет работой реверсивного счетчика. Одновременно сигналом с триггера снимается блокировка с входа установки в О первого счетчика, который начинает счет и fflyльcuв тактовой частоть. Через четверть периода частоты питания датчика срабатывает дешифратор, сигнал с которого поступает на счетный вход реверсивного счетчика и уменьшает или увеличивает его содержимое на единицу в зависимости от сигнала компаратора. В следующем такте сбрасывается триггер, обнуляется первый счетчик, а УВХ переводится в режим записи. Этот цикл повторяется до достижения сигналов на входах компаратора, близких друг к другу, в этом случае код реверсивного счетчика пропорционален углу поворота датчика. 1 ил. § сл го со СО ю ОС ГО