Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/48 

11

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. К 1076935.

Цель изобретения - повышение надежности преобразо вателя за счет контроля точности выходного кода в процессе работы.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит синусно- косинусный вращающийся трансформатор 1 (СКВТ), определитель 2 октан

тов, аналоговый коммутатор 3, АЦП 4, ПЗУ 5, блок 6 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр 7 и дополнительный регистр 8, инвертор 9, ключ 10, делит тель 11 частоты, первый 12 и второй 13 элементы НЕ, сумматор 14, дополнительный блок 15 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 16 сравнения и шину 17 константы. Дополнительно обозначены: 6 - угол поворота вала СКВТ 1; и - угол б., приведенный в первый октант; V-| , N - соответственно напряжение

и код на J-M выходе 1-го элемента. Второй выход СКВТ 1 V подключен к второму информационному входу ключ 10 непосредственно и через инвертор 9 к первому информационному входу ключа 10, выхэд которого подключен к второму информационному входу аналогового коммутатора 3 и второму входу определителя 2 октантов. Выход делителя 11 частоты, под- ключенньй к управляющему входу ключа 10, однозначно определяет его состояние: при V,i 1 ключ 10. находится в положении II, а при V,, О - в положении 1. На выходе ключа 10 формируется напряжение

V sin 9 , если V,,

V,o

(1)

-V sin©

0.

если V,,

Первьш выход СКВТ 1 V, подключен к первому информационному входу аналогового коммутатора 3 и первому входу определителя 2 октантов, который, сравнивая входные напряжения с нулевым уровнем и между .собой, формирует двоичный код октантов. Первым принят октант, в котором

V О ад-

V, О, а V,. Увеличение

номера октанта против часовой стрелки первому октанту присваивается код 000.

Выходы определителя 2 октантов подключены к управляющим входам аналогового коммутатора 3. По коду октанта на его выходах формируются напряжения , пропорциональные синусу и косинусу угла Ь по следующим выражениям:

,oUVolsinei , в V.cosft lV,M Vo|cosei,

8

1, 4, 5 и

октантах

lvll Vjcosel, в 2, 3, 6 I V,ol V Isin6| , 7 октантах

(2)

Выходы аналогового коммутатора 3 подключены к измерительному и эталонному входам линейного циклического

АЦП 4 отношения напряжений в код, на информационных выходах которого формируется код N Vj/Vj tg|3.

На вькоде АЦП 4 конца преобразования по окончании цикла преобразования

формируется импульс конца преобразования. Циклический вьгход АЦП 4 подключен к входу делителя 11 частоты, выход которого подключен к входу записи регистра 8 непосредственно и через элемент НЕ 13 к входу записи регистра 7. Делитель .11 частоты понижает в 2 раза частоту входного сигнала, на его выходе формируется импульсный

сигнал со скважностью, равной 2.

Код с информационных выходов АЦП 4 поступает на входы ПЗУ. 5, в которое записаны значения функции arc tg от О до 45° при изменении входного кода от нуля до максимального значения. На выходах ПЗУ 5 формируется код N, f.

Выходы ПЗУ 5 подключены к информационным входам блока 6 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляющий вход кото- рого-соединен с выходом младшего разряда определителя 2 октантов. На выодах блока 6 формируется код

N,

/ь® q

(3)

50

55

Выходы определителя 2 октантов подключены к входам старших, а выходы блока 6 - к входам младших разрядов регистров 7 и 8. На выходах регистра 7 формируется код

, .

NT

6 +

а на выходах регистра 8 - код

(4)

N,

360° - 0 +

(5)

где 5, , 2 --погрешности формирования кода угла на рабочем и контрольном такте. Выходы регистра .7 подключены к второй группе входов, а выходы регистра 8 - к первой группе входов двоичного сумматора 14, на информационных выходах которого формируется код:

N, 360° + S , (6)

где S 8, + Sj ..

Информационные выходы сумматора. 14 подключены к информационным входам, а выход переполнения р через элемент НЕ 12 - к управляющему входу блока 15 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. На выходах блока 5 формируется код

N.. N,;® р, .(7)

10

гистр 7 по переднему фронту сигнала с выхода элемента НЕ 13. На выходе регистра 7 формируется код угла согласно (4).

Во втором такте, когда сигнал V, О, ключ 10 устанавливается в положение J и на второй информационный вход аналогового коммутатора 3 и на второй вход определителя 2 октантов поступает проинвертированный выходной сигнал V, СКВТ 1 согласно (1). При этом на выходе регистра 8 формируется код, дополняющий значение ко- |5 да на выходе регистра 7 до 360 , в соответствии с (5). Запись информации в регистр 8 осуществляется по переднему фронту сигнала с выхода делителя 11 частоты.

Сигнал с выхода переполнения сумматора 14 управляет через элемент НЕ 12 работой блока 15 согласно (7) таким образом, что при единичном значении этого сигнала на выход блока 15

20

и

где р - инверсное значение сигнала на выходе переполнения сумматора 14.

Выходы блока 15 поД шючены к первой группе входов блока 16 сравнения, 25 проходит прямой код с выхода суммато- другая группа входов которого подклю- ра 14, а при нулевом значении - ин- чена к шине 17 двоичной константы. версный код. Т.е. с учетом (6) на вы- Блок 16 сравнивает выходной код блока 15 со значением и константы 17. Если

, на выходе блока 16 формирует- 30 ке

N,,u

ся единичный сигнал, а если N,& Л

нулевой сигнал.

Цикл работы преобразователя задается выходным сигналом делителя 11 частоть и состоит из двух тактов.

Б первом такте, когда V,, 1 , ключ 10 устанавливается в положение II и выходной сигнал V, СКВТ 1 поступает на второй информационный вход аналогового коммутатора 3 и второй вход определителя 2 октантов. При этом выходные сигналы СКВТ 1 сравниваются с нулевым уровнем и между собой, в результате чего определяется номер октанта, в котором находится угол б . По известному номеру октанта аналоговый коммутатор 3 формируется сигналы, пропорциональные синусу и косинусу угла в соответствии с (2). Путем линейного .аналого-цифрового преобразования формируется код тангенса этого угла, а при помощи ПЗУ 5 определяется код угла р . На выходы блока 6 согласно (3) в нечетных октантах (q

ходе блока 15 формируется код N,5 (Sj . Этот код сравнивается на бло16 со значением и константы, которое задается на входной шине 17, исходя из допустимого уровня погрешности преобразователя. Если погрешность преобразователя превьшхает допустимый

дс уровень, выполняется условие /S| и , а на выходе блока 16 формируется еди- ничньш сигнал, означающий наличие неисправности, который может быть использован для включения сигнального

40 устройства или резервного преобразователя, что исключает возможность - возникновения аварийных ситуаций в системе связи СКВТ 1 с ЦВУ.

Таким образом, предлагаемый преоб45 разователь, по сравнению с известным, имеет более высокую надежность за счет контроля точности выходного кода в процессе работы.

50 Формул а изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код по авт. св. № 1076935, отличающийся тем, что, с це 0) проходит прямой код угла /3 , а в gg лью повьш1ения надежности преобразовачетных октантах (q 1) - инверсный код, дополняющий угол р до 45 . Код угла с выходов блока 6 совместно с кодом октантов записывается в ре- :

теля, в него введены ключ, делитель частоты, первый и второй элементы НЕ,, дополнительный регистр, сумматор, до- полнительньй блок элементов ИСКЛЮЧАЮ

гистр 7 по переднему фронту сигнала с выхода элемента НЕ 13. На выходе регистра 7 формируется код угла согласно (4).

Во втором такте, когда сигнал V, О, ключ 10 устанавливается в положение J и на второй информационный вход аналогового коммутатора 3 и на второй вход определителя 2 октантов поступает проинвертированный выходной сигнал V, СКВТ 1 согласно (1). При этом на выходе регистра 8 формируется код, дополняющий значение ко- да на выходе регистра 7 до 360 , в соответствии с (5). Запись информации в регистр 8 осуществляется по переднему фронту сигнала с выхода делителя 11 частоты.

Сигнал с выхода переполнения сумматора 14 управляет через элемент НЕ 12 работой блока 15 согласно (7) таким образом, что при единичном значении этого сигнала на выход блока 15

проходит прямой код с выхода суммато- ра 14, а при нулевом значении - ин- версный код. Т.е. с учетом (6) на вы-

проходит прямой код с выхода суммато- ра 14, а при нулевом значении - ин- версный код. Т.е. с учетом (6) на вы-

ке

ходе блока 15 формируется код N,5 (Sj . Этот код сравнивается на бло16 со значением и константы, которое задается на входной шине 17, исходя из допустимого уровня погрешности преобразователя. Если погрешность преобразователя превьшхает допустимый

уровень, выполняется условие /S| и , а на выходе блока 16 формируется еди- ничньш сигнал, означающий наличие неисправности, который может быть использован для включения сигнального

устройства или резервного преобразователя, что исключает возможность - возникновения аварийных ситуаций в системе связи СКВТ 1 с ЦВУ.

Таким образом, предлагаемый преобразователь, по сравнению с известным, имеет более высокую надежность за счет контроля точности выходного кода в процессе работы.

Формул а изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код по авт. св. № 1076935, отличающийся тем, что, с цетеля, в него введены ключ, делитель частоты, первый и второй элементы НЕ,, дополнительный регистр, сумматор, до- полнительньй блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок сравнения, инвертор, вход которого соединен с вторым выхо дом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выход подключен к. первому информационному входу ключа, второй информационный вход которого соединен с вторым выходом синусно-ко синусного вращающегося трансформатора, а выход подключен к второму входу аналогового коммутатора и второму входу определителя октантов, выходы которого подключены к входам старших разрядов дополнительного регистра, входы младших разрядов которого соединены с выходами блока, элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выходы подключены к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого соединена

653536

с выходами регистра, выход переполнеНИН С5 мматора через первый элемент НЕ подключен к управляющему входу допол- g нительного блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, информационные входы которого соединены с выходами сумматора, а выходы подключены к первой группе входов блока сравнения, вторая груп- 10 па входов которого соединена с шиной константы, а выход является выходом контроля преобразователя, выход конца преобразования аналого-цифрового преобразователя подключен к входу де- 15 лителя частоты, выход которого подключен к управляющему входу ключа и входу записи дополнительного регистра непосредственно, а через второй элемент НЕ - к входу записи регистра.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством и является усовершенствованием устройства по авторскому свидетельству № 1076935. Цель изобретения - повьше- ние надежности преобразователя за счет контроля точности выходного кода в процессе работы. Поставленная цель достигается тём что в преобразователь угла поворота вала в код по авторскому свидетельству № 1076935 введены дополнительньп регистр 8, инвертор 9, ключ 10, делитель II частоты, первый 2 и второй 13 элементы НЕ, сумматор 14, дополнительный блок 15 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 16 сравнения, шина 17 константы. Введение новых элементов позволило разбить цикл преобразования на два полуцикла - рабочий и контрольный, в котором за счет инвертирования синусного напряжения синусно-косинусного вращающегося трансформатора 1 формируется код, дополняющий выходной код преобразователя, полученньй в рабочем полуцикле, до 360. Из суммы кодов, полученных в каждом такте работы, выделяется код модуля погрешности преобразователя,который сравнивается со значением допустимой погрешности преобразования. Если погрешность преобразования превышает допустимый уровень,на контрольном выходе преобразователя формируется единичный сигнал, означающий наличие неисправности. 1 ил. S вмоЗ KOH/nfHUH с 9 (Л о: СП со ел со 0J 1Ч