Преобразователь балансно-модулированных сигналов переменного тока в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/48 

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано для связи аналоговых источников информации с цифровыми вычислительными устройствами.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя за счет обеспечения возможности преобразования сигналов различных датчиков.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Преобразователь содержит сумматоры 1,2, блок 3 преобразования кода в коды синуса и косинуса, аналого-цифровые умножители 4,5, вычитающий усилитель 6, фильтр 7 нижних частот, формирователь 8 импульсов рассогласования, реверсивный счетчик 9 импульсов, аналого-цифровые умножители 10,11, аналоговые умножители 12,13, сумматоры 14,15.

Преобразователь балансно-модулиро ванных сигналов переменного тока в код работает следующим образом.

При использовании в качестве датчика угла фазовращателя с К выходами на входы сумматоров 1,2 поступают напряжения

21

sin|ot +

.f-(i-,),

где i 1,2,...,К;

i - номер входа сумматора

Напряжения, формируемые аналоговыми умножителями 12,13, поступают на ин- Так как коэффициенты передачи вхо- версный и прямой входы вычитающег о

дов сумматора 1 выбраны в соответ- усилителя 6, так что на его выходе

ствии с синоусной sin 2ir/K(i-l) зависимостуо,то на его выходе формируется

формируется напряжение

2 К и„.

in(«i, - А) I

г К ,,

и jsi + )

напряжение

и

2 К и„.

in(«i, - А) I

и jsi

hn 5

г

cos(ut +oL} J и. sin(0t +oL + 0 cos(ot -t- A) - U |cos(ut + oi )

sin:-:-(i - 1 ). Л

sin (cot + A) Нц,

V

где RU - кчээффициент усиления вы ющего усилителя 6.

Соответственно, на выходе второго сумматора 2 имеем: К

и

2sin(ut +06 ) } U sinfcot -н oi- +

г(- )

L

/. II / . , V

(l - 1 ),

так как коэффициенты передачи его входов выбраны в соответствии с косинус- зависимостью. На

ной cosr;-( i - 1) к

выходе блока 3 формируются коды cos А и sin А из кода А. Эти коды умножаются на опорные напряжения U coscot и U sincot, так что на выходах аналого-цифровых умножителей

4,5,10,11 имеем напряжения U sincot «cos А, )t-sin А, U cosot f Cos А, U sincOt-sin А соответственно. Первые два напряжения суммируются сумматором 14, и на его выходе формируется напряжение (tot + А) U sincjt-cos А -«

+ U coscot sin А.

Последние два напряжения суммируются сумматором 15 (причем четвертое напряжение в обратной полярности) и на его выходе формируется напряжение

(c3t + А) U coscJt-cos А - -U sinut-sin А.

Напряжения, формируемые сумматорами 1,14, умножаются аналоговьм умножителем 12, и на его выходе имеем напряжение

+ об

)sin(ut + А) (cjt +

25 Напряжения, формируемые сумматорами 2,15, умножаются аналоговым умножителем 13, и на его выходе имеем напряжение

и

2 К

Ksin(cot +o6) Cos(cJt + А)

К

sin(ut + oi ) (ot + А).

формируется напряжение

А) I

г К ,,

и jsi + )

0 cos(ot -t- A) - U |cos(ut + oi )

sin (cot + A) Нц,

45

V

где RU - кчээффициент усиления вычитающего усилителя 6.

50

Фильтром 7 нижних частот подавляются в сигнале вычитающего усилителя 6 возможные высокочастотные составляющие. Формирователь 8 импульсов рассогласования отрабатывает сигнал рассогласования и K/2 Ru-sin(c, - А) и формирует иа выходе последовательность импульсов, интегрируемых ревер- gg сивным счетчиком 9. Эти импульсы подаются на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 9 и в зависимости от знака сигнала рассогласования K/2-E sin(oL - А).

Код А углового положения ai с выхода реверсивного счетчика 9 поступает на вход блока 3. Код А в реверсивном счетчике 9 изменяется до устранения рассогласования между углом ой и кодом А.

При использовании в качестве датчика угла амплитудного К-фаэного датчика (например, индукционного типа) на входы сумматоров 1,2 поступают напряжения

U sinut

sin Ы +

(i- I).

К

На выходе сумматора напряжение

и sincb об у U sincot

П) m

г /- X sinL + (i - l)jsin(i - l).

Соответственно на выходе сумматора 2 имеем:

Сл) t sin oi

ut

1 формируется

si

2T, .

- (X

- }

I-i II / , COS-.-( 1 - 1 j

и sin cot- ,rcos oi.

2

К

;ySln Oi COS

sin A и и

n

A

sin CO t

Ha аналоговые входы аналого-цифровых умножителей 4,5,10,11 вместо напряжений U cnsQt и U sinQt подаются сигналы 0,1,1,0, так что на выходах сумматоров 14,15 имеем напряжения sin А и cos А соответственно. Таким образом, коды sin А и cos А с выходо блока 3 преобразования не подвергаются преобразованию (фазовому сдвигу). В результате на выходах умножителей 12, 13 имеем напряжения К

соответственно. Вычитающий усилитель 6 формирует сигнал рассогласования:

т/U sincot jR sin(oi. - А). Из последнего

фильтром 7 нижних частот выделяется низкочастотная составляющая К/2 ( об - А).

Преобразователь позволяет сопрягаться не только с К-фазными датчиками угла в амплитудном режиме, но и с фазовращателями, формирующими К-ба- лансно-модулированные сигналы переменного тока вида

Ui

U sinLt -f M + |-(i - 1 )j ,

где К 2.

В режиме сопряжения с амплитудными К-фазными датчиками угла вместо квад

5

5

0

5

0

5

0

5

ратурных напряжений со t и

и sin cot на входы аналого-цифровых

m

умножителей 4,5,10,11 подаются сигналы 0,1,1,0 соответственно.

Формула изобретения

Преобразователь балансно-модулиро- ванных сигналов переменного тока в код, содержащий вычитающий усилитель, первый и второй сумматоры с коэффициентами передачи по входам соответственно sin 2 ;r/K(i - 1) и cos 2 ir/K

(i - I), где i 1,2,...,K, i - номер входа сумматора, К - число входов преобразователя, входы которых соответственно объединены и являются входами преобразователя, блок преобразования кода в коды косинуса и синуса, первая и вторая группы выходов которого соединены соответственно с первыми группами входов первого и второго аналого-цифровых умножителей, а входы соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика импульсов и являются выходами преобразователя, суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика импульсов соединены с соответствующими вьгходами формирователя импульсов рассогласования, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности преобразования сигналов различных датчиков, в него введены третий и четвертый аналого- цифровые умножители, третий и четвертый сумматоры, первый и второй аналоговые умножители, фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом вычитающего усилителя, а выход - с входом формирователя импульсов рассогласования, причем первые группы входов третьего и четвертого аналого-цифровых умножителей соединены соответственно с первой и второй группами выходов блока преобразования кода в коды косинуса и синуса, второй вход третьего аналого-цифрового умножителя объединен с вторым входом второго аналого-цифрового умножителя и является первой шиной опорного напряжения, второй вход первого аналого-цифрового умножителя объединен с вторым входом четвертого аналого- цифрового умножителя и является второй шиной опорного напряжения, выходы первого и второго аналого-цифровых

S13A9006®

умножителей соединены соответственно входом второго аналогового умножите- с первым и вторым входами третьего ля, вторые входы первого и второго сумматора, выход которого соединен аналоговых умножителей соединены с первым входом первого аналогового .соответственно с выходами первого и умножителя, выходы третьего и чет- второго сумматоров, а выходы первого вертого аналого-цифровых умножителей и второго аналоговых умножителей со- соединены соответственно с первым единены соответственно с первым и и вторым входами четвертого суммато- вторьм входами вычитающего уси - ра, выход которого соединен с ,Q лителя.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналогоUmSinjut -(i-l)j t фаз J о { вьк источников информации с цифровыми вычислительными устройствами. Изобретение позволяет расширить область применения преобразователя. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий сумматоры 1,2, блок 3 преобразования кода в коды косинуса и синуса, аналого-цифровые умножители 4,5, вычитающий усилитель 6, фильтр 7 нижних частот, формирователь 8 импульсов рассогласования, реверсивный счетчик 9 импульсов, введены аналого цифровые умножители 10, 11, аналоговые умножители 12,13, сумматоры 14, 5. ил. tJm-jcos() i/m )sLn() i (Л Ufa sinfut ) U jfySiafv-A) : CD O5 i/mCCfSfwt- A) m jSin(utt4)cos(ut -fA} IJmjSin(ufti-a)