Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/58 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 993303.

Цель изобретения - расширение области применения преобразователя путем формирования кодов синуса и косинуса угла поворота.

На чертеже представлена структур- чная схема преобразователя.

Преобразователь содержит синусно- косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ) 1, коммутатор 2 каналов, адресный блок 3, инвертирующие усилители 4 и 5, коммутатор 6 октантов, регистр 7 октантов, блок 8 преобразования напряжения в код, блок 9 преобразования кода в напряжение, первый 10 и второй 11 ключи, первьш 12 и второй 13 делители напряжения, источник 14 напряжения переменного тока, формирователь 15, распределитель 16 импульсов, выходной регистр 17, буферный регистр 18, элемент 19 сравнения, блок 20 преобразования кода в напряжение,, регистр 21, третий делитель 22 напряжения, третий 23, четвертый 24, пятый 25, шестой 26,Седьмой 27, восьмой 28, девятый 29, десятый 30, одиннадцатый 31 ключи, первый 32 и второй 33 шунтирующие элементы (резисторы).

Преообразователь работает в трех режимах: формирование кода, пропорционального углу поворота вала, формирование . кода синуса угла поворота и формирование кода косинуса угла поворота.

При формировании кода, пропорционального углу поворота вала, ключи 26-31 находятс я в положении II, положение ключей 23-25 может быть любым. Последовательность работы преобразователя задается распределителем 16 импульсовр который запускается формирователем 15 и управляет работой коммутатора 6 октантов, регистра 7, элемента 19 сравнения, ключей 10 и 11, буферного регистра 18 и регистра 21. При повороте роторов СКВТ на различные углы на выходе коммутатора 2 каналов воспроизводятся синусные и косинусные напряжения того СКВТ, адрес которого установлен в блоке 3. Дважды инвертируемые

синусные и косинусные напряжения последовательно во времени подсоединяются через коммутатор 6 и ключ 28 к прямому входу элемента 19, определяются знаки фаз синусного и косинусного напряженийJ т.е. производится выбор квадранта и формируется значение первых двух старших разрядов BEJI- ходного кода.

Выбор октанта достигается соответствующей коммутацией инвертированных и неинвертированных напряжений в коммутаторе 6 октантов, который управляется регистром 7 октантов и распределителем 16 импульсов. Сравнение напряжений происходит на элементе 19 при подаче синусного напряжения на прямой вход, а комбинации синусного и ко синусного напряжений - на инверсный вход через делитель 12 и блок 20 в первом положении ключей 10 и 11 и полном значении кода на. выходах регистров 18 и 21. В результате в регистре 7 формируется код номера октанта, а на выходе коммутатора 6

воспроизводятся два напряжения, одно из которых соответствует синусу первого октанта (синусное), а второе - косинусу первого октанта (косинусное). Эти напряжения имеют положительную фазу и синусное всегда меньше косинусного.

35

Последующее преобразование происходит в два этапа в блоке 8, который построен по методу поразрядного уравновепивания. На первом этапе преобразования ключи 10 и 11 продолжают находиться в первом положении I, а буферный регистр 18 транслирует кодовые сигналы с регистра 21 на вход блока 9. В средней точке делителя 12 формируется опорное напряжение, соответствующее вьфажению

и, а cosoi + (1 - а) б, sinei,

где ,8193 - постоянный коэффициент;

0 - угол поворота вала; б, - выходной код регистра 21 в конце первого этапа.

В конце первого этапа распределитель 16 одновременно переводит буферный регистр 18 в режим запоминания кода Q, и переключает во второе положение II ключи 10 и 11.

На втором этапе преобразования в устройстве решается зависимость

sinci 6 b cosoC.-t- С 1-b)6, sinn j,

где0,, - выходной код pe.гистра 21 в конце второго этапа

bcoso( + ( 1-Ь) бIsin&J - опорное напряжение, формируемое в средней точке г- делителя 13;

Ь 7 ПОСТОЯННЫЙ КОЭф-

фициент.

С выхода регистра 21 код угла подается на вход регистра 17 хранения кода, на другой вход которого из регистра 7 октантов подается код номе- pa октанта. В регистре 17 формируется полный выходной код преобразуемого угла поворота, поступающий далее в ЦВМ.

При формировании кода синуса угла поворота ключи 26-31 устанавливаются в положение Г, ключи 24 и 25 - в положение II. Ключи 26 и 27 подключают к йижнему плечу делителя ТЗ и верхнему плечу делителя 12 соответствен- но резисторы 32 и 33. Три старших разряда кода определяются аналогично режиму линейного преобразования. Последующие преобразования происходят в два этапа.

На первом этапе преобразования ключ 23 установлен в положение II. На выходе делителей 12 и 13 вырабатывается опорное напряжение, пропорциональное зависимости

I cosbi + (1-09,sino,i ,

,8284- постоянный коэффициент, который определяется номиналом резистора 33; 0}- выходной код регистра 21 в конце первого этапа.

Код 6 на первом этапе преобразования определяется в результате реше ния зависимости

sino6 0,t cos. + (1-F)6, .

В конце первого этапа преобразования распределитель 16 переводит .буферный регистр 18 в режим хранения кода э и переключает ключи 10 и 11 в положение II, а ключ 23 в положение I. На втором этапе преобразова- ния определяется код синуса угла. При этом на выходе делителей 12 и 13 вырабатывается опорное напряжение, пропорциона.льное

m + (1-m)9, sinai ,

где ,7071 - постоянный коэффици-. ент, определяемый номиналом резистора 32.

С дополнительного выхода коммутатора 6 октантов снимается синусное напряжение SIN ог , приведенное к первому квадранту, и через ключ 24, делитель 22, ключи 23 и 28 подается на прямой вход элемента 19, на инверсный вход которого поступает выходное напряжение блока 20, равное произведению опорного напряжения с выхода делителей 12 и 13 на код в с выхода регистра 21. Коэффициент передачи делителя 22 равен т. В результате на втором этапе преобразования в устройстве решается зависимость

m SINui cost -(1-m)6, sintvfj .

Код 5 регистра 21, соответствующий синусу угла в первом квадранте, поступает на младшие разряды регистра 17, а код знака 9 с выхода старшего разряда регистра 7 через ключи 25 и 29 поступает на вход старшего разряда регистра 17.

При формировании кода косинуса угла поворота ключи 24-31 устанавливаются в положение 1. Формирование кода 9 на первом этапе преобразования производится аналогично предыдущему режиму. На втором этапе преобразования решается зависимость

m С05б f cosui +(1-ni)8,sin« ,

где COS w - косинусное напряжение с дополнительного выхода коммутатора 6, приведенное к первому квадранту.

Код 0J. косинуса угла, приведенного к первому квадранту, формируется в регистре 21, откуда поступает на младщие разряды регистра 17, на старший разряд которого через ключи 25 и 29 поступает эйак косинусного напряжения с дополнительного знакового выхода регистра 7.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код по авт.св. № 993303, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз512

можностей преобразователя, в него введены тр етий делитель напряжения, с третьего по одиннадцатый ключи,„ первый и второй шунтирующие элементы, одни выводы которых соединены с выходом первого делителя напряже-j НИН, другой вывод первого шунтирующего элемента через шестой ключ соединен с другим выходом второго ключа, другой вывод второго шунтирующе- го элемента через седьмой ключ соединен с одним выходом первого ключа, третий выход распределителя импульсов подключен к управляющему- входу третьего ключа, сигнальные входы ко- торого соединены соответственно с синусным выходом коммутатора октантов и выходом третьего делителя напряжения, а выход третьего ключа и синусньш выход коммутатора октантов соединены с входами восьмого ключа,

186

выход которого соединен с первым входом блока преобразования напряжения в код, дополнительный синусный и дополнительный косинусный выходы коммутатора октантов соединены с входами четвертого ключа, выход которого и общая шина подключены к вхо-- дам третьего делителя напряжения, выход первого разряда и дополнительный знаковый выход регистра октантов соединены с входами пятого ключа, выход которого и выход первого разряда регистра октантов соединены с входами девятого ключа, выходы второго и третьего разрядов регистра октантов соединены с входами соответ- ственно десятого и одиннадцатого ключей, выходы девятого, десятого и одиннадцатого ключей соединены с сиг- нальньми входами выходногЬ регистра.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 993303. С целью расширения области применения преобразователя путем формирования кодов синуса и косинуса, угла поворота в преобразователь введены третий делитель напряжения, девять ключей, два шунтирующих элемента (резистора). Преобразователь работает в трех режимах: формирование кода, пропорционального углу поворота вала, формирование кода синуса угла поворота и формирование кода косинуса угла поворота.. Включение режимов производится вручную с помощью ключей. Сначала определяется код номера октанта, который фиксируется в регистре октантов, а через коммутатор октантов на входы блока преобразования напряжения в код, блока преобразования кода в напряже-i ние и делителей напряжения подаются синусное и косинусное напряжения, приведенные к первому октанту. На первом этапе в каждом из режимов определяется промежуточный код опорного напряжения, который фиксируется в буферном регистре. На втором этапе при других положениях ключей код из буферного регистра преобразуется в напряжение и участвует в формировании выходного кода, который вместе со старшими разрядами записывается в выходном регистра. Работой преобразователя управля ет распределитель импульсов, соединенный через формирователь с выходом источиика переменного напряжения. 1 -ил, (Л ГО

Составитель А.Смирнов Редактор С.Лисина Техред И.Попович Корректор Е.Сирохман

Заказ 5245/58 Тираж 816Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

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

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