Преобразователь угловых перемещений в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/38 

1347185

В151хода датчика 1 угла, линейно изме- и ПОНК 12 образуют код, соответст- няющихся в данном угловом положении. вующий угловому положению вала. Выходные коды блока 5 выбора сектора 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для передачи информации об угловых перемещениях объекта в вычислительное устройство.

Целью изобретения является повышение точности преобра зователа.

На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя.углоi о

вых перемещении в код; на фиг. л - преобразователь отношения напряжений в код; на фиг. .3 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя отношения напряжений в код.

Преобразователь угловых перемещений в код содержит многофазно-много- полюсный датчик 1 угла., блок 2 питания, устройства 3 и 4 выборки и хранения (УВХ)., блок 5 выбора сектора, состоящий из коммутатора 6 фаз, бло- ка 7 ключей, блока 8 компараторов, регистра 9, кодового преобразователя 10, регистр 11, преобразователь 12 отношения напряжений в код (ПОНК), генератор 13 импульсов, делитель 14 частоты, распределитель 15 импульсов коммутаторы 16 и 17 стробов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18.

ПОНК 12 содержит RS-триггер 19, элемент И 20, регистр 21 последовательных приближений, преобразователь 22 кода в напряжение, операционный усилитель 23, компаратор 24, резистор 25.

Преобразователь угловых перемеще- НИИ в код работает следующим образом При включении питания преобразователя запускается генератор 13, частота сигналов которого делится до несущей f делителем 14, Сигнал частоты f после преобразования в синусоидальную форму и усиления в блоке 2 питания поступает на обмотки возбуждения датчика 1 На выходах фаз последнего формируется система напряже НИИ и - и , имеющих пространственный сдвиг от фазы к фазе на величину

5

5

5

0

q /mp, где m - число фаз датчика; р - число полюсов датчика, и изменяющихся в функции угла по определенному закону. Закон изменения функции

F () f , в диапазоне q близок

и,

f-itf i

к линейному, причем фаза (i +. k) сдвинута относительно фазы 1 на 90 эл.град. На первом выходе распределителя 15 с временным сдвигом С, (фиг. 3) формируется импульсный сигнал Строб с шириной импульса , . На время 2. открываются ключи в блоке 7 и мгновенные значения выходных напряжений всех фаз датчика 1 подключаются к входам компараторов блока 8 компараторов.

Компараторы блока 8 производят сравнение сигналов U j - , с нулевым потенциалом, результаты сравнения записываются в регистр 9 по перепаду 0/1 сигнала Строб 1. Код Джонсона с выхода регистра 9 преобразуется в кодовом преобразователе 10 в нормальный двоичный код Y, младшие разряды которого управляют коммутатором 6. При этом в зависимости от этого кода к выходам коммутатора 6 подключается та или иная пара квадратурных фаз, отношение выходных сигналов которых U и преобразуется в ПОНК 12 в код Y2Подключаемые к выходу коммутатора 6 сигнальная и опорная фазы в различных угловых диапазонах имеют как прямую, так и обратную полуволны огибающей выходного сигнала 1}р, Однополяр- ность напряжений Пд и , поступающих на входы ПОНК 12., обеспечивается управлением Строб 2, который подается на управляющие входы УВХ 3 и 4 с выходов коммутаторов 16 и 17 стробов. Сигнал Строб 2-1 следует в функции времени сразу за сигналом Строб I, сигнал Строб 2-2 сдвинут относительно сигнала Строб 2-1 на 180 эл. град. (фиг. 3).

31

Принцип управления коммутаторами 16 и 17 стробов заключается в следующем..Для напряжения сигнальной фазы в угловом диапазоне О 4 о/ / /Г на УВХ 4 поступает Строб 2-1, в диапазоне /Tf /.2 ff - Строб 2-2, управление коммутатором 16 осуществляется старшим разрядом кода Y, . Для напряжения U,, опорной фазы со- ответствие угловых диапазонов стро- бирующему сигналу на УВХ 3 следующее

О . - Y Строб 2-2, /2 «/ i

Строб 2-1, /Г о в/2 tf Строб 2-1 3/21 Строб 2-2. Управление же коммутацией осуществляется выходным сигналом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, на входы которого подаются сигналы двух старших разрядов ко- да Y .. ,

Аналоговый ид и опорный Uon сигналы после стробирования в УВХ 3 и 4 подаются на соответствующ те входы ПОНК 12. Запуск ПОНК 12 осуществляет ся сигналом Строб 2-1 (фиг. З), при этом RS-триггер .19 перебрасывается в 1. Элемент И 20, на выходы которого подаются выходной сигнал триггера 19 и сигнал Строб 2-1, осуществляет задержку запуска на величину Tj , определяемую шириной импульса Строб 2-1, и выдает сигнал Разрешение счета на другой элемент И 20, который выполняет функцию вен- тиля тактовых импульсов, поступающих на тактовый вход регистра 21 последо вательньк приближений. Задержка запуска ПОНК 12 необходима для определения мгновенных значений сигналов UA и UOH и записи их в УВХ 4 и 3. При поступлении на вход С регистра 21 идет процесс преобразования линейной функции отношения напряжений

р (i) .4f U,) u,,,U)

йь

Uon

В код по известному принципу следящего уравновешивания. Сигнал об окончании преобразования формируется в виде перепада 0/1 на выходе QC регистра 21. Этим сигналом триггер 19 перебрасывается в исходное состояние, код Y с выхода регистра 21 по сигналу Запись записывается в регистр 11, в котором формируется выходной код преобразователя. Одновременно в .него производится запись кода Y, , т.е. старших разрядов. В регистре II

5

71

ю

15 20

25 0 с Q

5

g g

85

записывается, таким образом, двоичный код Y + Y , г1ропорциона, угловому перемещению «1

Формула изобретения

1. Преобразователь угловых перемещений в код, содержащий датчик угла, вход которого соединен с выходом блока питания, блок выбора сектора, преобразователь отношения напряжений в код, два устройства выборки и хранения, отличающийся тем, что,-, с целью повышения точности преобразователя, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, распределитель импульсов, два коммутатора стробов, элемент ИСКЛЮЧАИЦЕЕ ИЛИ и регистр, а датчик угла выполнен многофазно-многополюсным, выходы датчика угла подключены к информационным входам блока выбора сектора, выходы которог О подключены к информационным входам первого и второго устройств выборки и хранения, выходы которых подключены к аналоговым входам преобразователя отношения напряжений в код, выходы разрядов которого подключены к одной группе входов регистра, а выход конца преобразования - к управляющему входу регистра, выход генератора импульсов подключен к тактовому входу преобразователя отношения напряжений в код и через делитель частоты - к входу блока питания и входу распределителя импульсов, первый вькод которого подключен к управляющему входу блока выбора сектора, второй выход - к управляющему входу преобразователя отношения напряжений в код и к одним информационным входам первого и второго коммутаторов стробов, другие информационные входы которых соединены с третьим выходом распределителя импульсов, выход старшего разряда блока выбора сектора соединен с управляющим входом первого коммутатора стробов и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, другой вход которого соединен с вьгхо- дом предпоследнего старшего разряда блока выбора сектора, а выход подключен к управляющему входу второго коммутатора стробов, выходы первого и второго коммутаторов стробов подключены к управляющим входам первого и BTOpoi O устройств выборки и хранения соответственно, выходы блока вы5.13471

бора сектора подключены к другой группе входов регистра.

2, Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что блок -g выбора сектора содержит коммутатор фаз, последовательно соединенные блок ключей, блок компараторов, регистр, кодовый преобразователь, выходы которого являются выходами блока выбора ю

85 °

сектора, входы блока ключей и информационные входы 1 :оммутатора фаз объединены и являются входами блока выбора сектора, выходы младших разрядов кодового преобразователя подключены к управляющим входам ключей, управляющие входы блока ключей и регистра объединены и являются управляющим входом блока выбора-сектора.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Для достижения поставленной цели в преобразователь, содержащий датчик 1 угла, блок 2 питания, устройства 3,4 выборки и хранения (УВХ), блок 5 выбора сектора, преобразователь 12 отклонения напряжений в код (ПОНК), введены регистр , генератор 13 импульсов, делитель 14 частоты, распределитель 15 импуль сов, коммутаторы 16, 17 стробов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18. Датчик выполнен многофазно-многополюсным, а блок 5 выбора сектора состоит из коммутатора 6 фаз, блока 7 ключей, блока 8 компараторов, регистра 9, кодового преобразователя Ю. При включении преобразователя запускается генератор 13 импульсов, формируется напряжение возбуждения датчика 1 угла. По сигналу управления с распределителя 15 и шyльcoв к входу блока 8 компараторов подключаются выходные напряжения датчика 1 угла через блок 7 ключей, полученный код Джонсона записывается в регистре 9. Этот код преобразуется преобразователем 10 в двоичный код, младшие разряды которого управляют коммутатором 6 фаз, подключающим через УВХ 3, 4 к входам ПОНК 12 два квадратурных сигнала,с i СЛ со sl 00 СЛ

иг.З

Составитель М. Сидорова Редактор И. Шулла Техред А.Кравчук КорректорН. Король

Заказ 5128/52 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ 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