Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вы- числительным устройством.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя путем уменьшения влияния переходных процес- ;сов при коммутации напряжений в про- |цессе преобразования. I Еа чертеже представлена структур- ная схема преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала

в код содержит синусно-косинусный (датчик (СКД) 1, источник 2 напряжения iпитания, определитель 3 октантов, вы- |прямитель 4, первьш 5 и второй 6 клю |чи, интегратор 7, третий ключ 8, ин- :вертор 9, четвертьй ключ 10, компаратор 11, блок 12 преобразования временного интервала в код, дифференцирующий элемент 13, дешифратор 14, :блок 15 управления, элементы 16 и 17 задержки. Блок 15 управления содержит ;дешифраторы 18 и 19, элементы 20-23 И :элементы 24, 25 ИЛИ, .генератор 26, :делитель 27 частоты, триггер 28.

Преобразователь работает следующим образом.

СКД 1 формирует напряясения neper - именного тока, модулированные по ам- йлитуде в функции синуса и косинуса I угла - поворота ротора СКД 1. Опреде- jлитель 3 формирует код октантов. Блок I 15 формирует последовательность вре- I менных интервалов, определяющих рабо- I ту преобразователя.

В течение первого временного интервала (ВИ1) заданной длительности 2 , меньшее из выходных напряжений СКД 1 (и) подключается к выпрямителю 4, преобразуется в постоянное напряжение () и интегрируется интегратором 7;, в течение второго временного интервала (ВИ 2) .большее из выходных напряжений СКД 1 (Ug) подключается к выпрямителю 4, преобразуется в постоянное напряжение (U66) и после инвертирования инвертором 9 интегри- руется интегратором 7 до момента сра- ба.тывания компаратора 11, импульс с выхода которого фиксирует окончание ВИ 2 Импульсы высокой частоты с генератора 26 поступают на вход делителя 27 частоты, на выходе которого формируется последовательность импульсных сигналов, длительность которых определяет длительность ( временного ин

0 5

0

5

О 5

5

терв.ч.ча ВИ 1, вырабатываемого блоком 15 для управления ключами 5 или 6. На выходе дешифратора 18 блока 15 потенциал высокого уровня, соответствующего уровню логической единицы, формируется в 1, 4, 5 и 8 октантах (и и и UB и) и подается на управляющие входы элементов 20 и 21 И, открывая их. Импульсный сигнал с длительностью С, с выхода делителя 27 проходит через элементы 21 И и 25 ИЛИ на второй выход блока 15 и с него подается на управлянщий вход ключа 5, устанавливая его в замкнутое положение. При этом напряжение V, U, подключается к выпрямителю 4 и преобразуется им в постоянное напряжение

и. за время, Г., . Этот же сигнал пос- мь

тупает на третий выход блока 15 и, пройдя через элемент 16, обеспечивающий задержку переднего фронта ВИ 1 на время utb Z , достаточное для того, чтобы на выходе выпрямителя 4 получить установившееся значение U,, подается на управлякиций вход ключа 8, устанавливая его в замкнутое положение. При этом напряжение с выпрямителя 4 подключается к интегратору 7 и интегрируется в течение третьего временного интервала (ВИ 3) длительностью t.t . В момент времени, соответствующий окончанию ВИ 1, триггер 28 устанавливается в положение 1 и на его единичном выходе формируется передний фронт импульса с длительностью /с , соответствующей длительности ВИ 2. Этот импульс проходит через элементы 20 И и 24 ИЛИ на первьм. выход блока 15 и с него подается на управляющий вход ключа 6, устанавливая его в замкнутое положение, при этом напряжение U Uj подключается к выпрямителю 4 и преобразуется им в постоянное напряжение и. . Этот же импульс с единич- ь в

ного выхода триггера поступает на четвертый выход блока 15 и, пройдя через элемент 17, обеспечивающий задержку переднего фронта ВИ 2 на время ut, достаточное для того, чтобы на , выходе выпрямителя получить установившееся значение Ugg, подается на управляющий вход ключа 10, устанавливая его в замкнутое положение. При этом напряжение Ugg с выхода вьтрямителя подключается через инвертор 9 к интегратору 7 и интегри- . руется в течение четвертого временного интервала (ВИ 4) длительностью

Г 4

- ut.

В момент времени, соответствующий переднему фронту ВИ 4, дифференцирующий элемент 13 формирует старт-импульс, по которому блок 12 начинает измерение длительности 2 временного интервала ВИ 4, В момент времени, соответствующий достижению выходным напряжением интегратора 7 нулевого значения, срабатывает компаратор 11 и формирует стоп-импульс, по которому заканчивается цикл измерения блоком 12, Результат измерения в виде

UM кода, пропорционального г,- tg9,

- б

заносится в дешифратор 14, где (с учетом кода октанта NO) происходит вычисление истинного значения б путем обратного тригонометрического преобразования. Одновременно со стоп-им- пульсом, появляющимся на выходе компаратора It, с импульсного выхода блока 12 снимается импульс конца преобразования, которьй возвращает триггер 28 блока 15 в исходное положение О, что соответствует окончанию цикла измерения.

В октантах 2, 3, 6 и 7, где выпол- няется и i Ug U,, преобразователь работает аналогично. Здесь единичный потенциал появляется на вы

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик,, вход которого подключен к выходу источника напряжения питания и к первому входу определителя октантов, а синусный и косинусный выходы - к второму и третьему входам определителя октантов и к информационным входам первого и второго ключей соответственно, выходы первого и второго ключей подключены к входу выпрямителя, выход которого подключен к информационным входам третьего и четвертого ключей, выход третьего ключа непосредственно, а выход четвертого ключа через инвертор подключены к в входу интегратора, выход интегратора через компаратор подключен к первому входу блока преобразования временного интервала в код, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего элемента, первьщ выход подключен

ходе дешифратора 19 блока 15 и подается на управляющие входы элементов 35 к первому входу дешифратора, а второй 22 и 23, открывая их. Импульсный сиг- выход - к первому входу блока управ- нал с длительностью о, с выхода дели- ления, выход определителя октантов теля 27 проходит через элементы 22 и подключен к вторым входам дешифрато- 24 на первый выход блока 15 и с него ра и блока управления, первый и вто- подается на управляющий вход ключа. О РОЙ выходы которого подключены к уп- 6, устанавливая его в замкнутое поло- равляющим входам второго и первого жение. При этом напряжение U U ключей соответственно, управлякяций подключается к выпрямителю 4 и преоб- вход четвертого ключа соединен с вхоQg

5

Таким образом, устройство обеспечивает более высокую точность измерения за счет смеи;ения начала выполнения операции интегрирования-относительно началсЭ выполнения операции преобразования напряжения переменного тока в постоянное на время, достаточное для получения установившегося значения выходного напряжения выпрямителя .

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик,, вход которого подключен к выходу источника напряжения питания и к первому входу определителя октантов, а синусный и косинусный выходы - к второму и третьему входам определителя октантов и к информационным входам первого и второго ключей соответственно, выходы первого и второго ключей подключены к входу выпрямителя, выход которого подключен к информационным входам третьего и четвертого ключей, выход третьего ключа непосредственно, а выход четвертого ключа через инвертор подключены к в входу интегратора, выход интегратора через компаратор подключен к первому входу блока преобразования временного интервала в код, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего элемента, первьщ выход подключен

5 к первому входу дешифратора, а второй выход - к первому входу блока управ- ления, выход определителя октантов подключен к вторым входам дешифрато- ра и блока управления, первый и вто- О РОЙ выходы которого подключены к уп- равляющим входам второго и первого ключей соответственно, управлякяций вход четвертого ключа соединен с вхо

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повьшения точности путем уменьшения влияния переходных процессов при коммутации напряжений в преобразователь угла поворота вала в .,Л4 S код, содержащий синусно-косинусный датчик (СКД). 1, источник 2 напряжения питания, определитель 3 октантов, выпрямитель 4, ключи 5, 6, 8, 10, интегра;тор 7, инвертор 9, компаратор 11, блок 12 преобразования временного интервала в код, дифференцирующий элемент 13, дешифратор 14, блок 15 управления, введены элементы 16, 17 задержки. В течение первого заданного времег.ного интервала выпрямляется и интегрируется меньшее из выходных напряжений СКД 1. В течение второго временного интервала выпрямляется и интегрируется большее из выходных напряжений СКД 1. Элементы 16 и 17 задерживают начало интегрирования выпрямленных напряжений СКД 1 относительно начала выпрямления. В блоке 12 производится измерение длительности второго временного интервала, который пропорционален тангенсу (котангенсу) измеряемого угла. В дешифраторе 14 формируется код угла. 1 ил. (Л 4 о оо со со

разуется им в постоянное напряжение и т.д.

Кодирование длительности С временного интервала ВИ 4 осуществляет блок 12, запускаемый дифференцирующим элементом 13 и останавливаемый

дом дифференцирующего элемента, о т - 45личающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены два элемента задержки, третий и четвертый выходы блока управления через первый и вто