Многоканальный преобразователь угла поворота синусно-косинусного датчика в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/64 H03M1/48 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может i быть применено для ностроения преобразователей угла поворота СКВТ-датчика в двоичньп код как .для aBTOHo i- Hofo использования, так и в устройстве ввода-вывода ЦВМ.

Цель изобретения - новышение точ- 110сти нреобразователя путем увеличения диапазона преобразуемых амплитуд выходных напряжений СКВТ-датчика, а следовательно, отказа от необходимости нормирования входных синусно-ко- синусньтх напряженш преобразователя. На фиг. 1 изображена струтстурная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - гра1)ики изменения вход- , ограниченных и питающих напряжений.

Преобразователь содержит коммутатор 1 выходных сигналов датчиков угла, первьш 2 и второй 3 развязывающие усилители, первьй 4 и второй 5 усилители питающих напряжений, первьй 6 и второй 7 ограничители питшоац1х напряжений, выходы 8 и 9 дополнительного источника постоянного напряжения, коммутатор 10 октантовj устройство 1 автоматической синхроннаации, определитель 12 октантов, устройство 13 сетевой синхронизации, блок 14 управления, аналого-цифровой преобразователь (ДАЛ) 15, регистр 16, шику 17 выходного кода и шину 18 адреса.

Усилители 4 и 5 питающих напряжений содержат масштабные резисторы 19 и 20 и операционный усилитель 21 ,

Ограничители 6 и 7 питающих напряжений содержат резисторы 22 и 23 и диоды 24 и 25,

Блок 14 управления содержит устройство 26 адресного управления и устройство 27 запуска преобразоза- . теля.

Аналого-цифровой преобразователь 15 содержит Бходйой резистор 28j, циф роаналоговьй прербразоЕ-атель (ЦА11) - 29, компаратор 30 и регистр 31 после- довательнъп; приближений,.

Первьп 4 и второй 5 усилите ли питающих напряжений обеспечивают формирование изменяющихся соответственно положительного и отрицательного питающих напряжений для развязывающих усипителей 2 и 3 и ком-тутатора ,

Первьш ограничитель 6 питающего напряжения отрицательной полярности служит для ограничения отрицательных

напряжений низкого уровня, а вт1, той ограничитель 7 питающего напряже;-.; я служит для ограничения положительных напряжений низкого уровня. Значения уровней ограничения одинаковые и задаются равными отношениями резисторов 22 и 23„

Масштабные резисторы 19 к 20 каж1дого из усилителей 4 и 5 обеспечивают соответственно формирование поло-- жительного напряжения на выходе усилителя 4 и отрицательного напржкения на выходе усилителя 5 от дополнитель-5 него источника постоянного напрялсе- ния, которьш обеспечивает питание операционного усилителя 21 усилителей 4 и 5.

Аналоге---цифровой преобразователь

0 (ПАП) 15 отношения напряжений обеспечивает формироза}П{е двоичного кода, пропорционального о ношению напряжений j поступающих во входн- то цепь (резистор 28) и в компенсиругощ-ую цеггь

5 (ЦАП 29). ЦАП 29 управляет регистром 31 последовательных приближений по сигналам рассогласования компаратс-- ра 30,

Устройство 27 запуска преобразока-0 теля представляет собой тайт-iep, обее- печизакжи н включение регистра 3, включается о-г ус гчзойст ва i автоматической сгя хроиизаций и стробируется устройством 13 сетевой синхронизации,

j; которое построено па компараторе и обеспечивает гЬормировапие высокого и в:изкого уровней р лропорциональньш со- ответствегаю отри;,ательно -гу- и поло жнтельноь у пол-упе-риодам сетевого ; ряжения,, З стройство 26 адресного управления представляет собой счетчик,, обеспечивз оший подсчет чяс.па вьшод- ных сигнал ОБ устроздстза 13 сетевой синхронизации.

Вьпгодной регистр 16 предназначен яранения преобразованной инфор-- мацр .и а

Преобразователь работает спедук-- щим образом, Выходные синусные U, Uj, .,,/Og,.

и косинусные Ц,., Uf:,,s « г. « UCH ЯПрЯженил СКВТ-датчиков посту-пают на вход коммутатора I, Раеоч-отрин последов:- тельпость действия при од™ J р.ого канала коммутатора 1 llsiH ос- / альных эта последовательность анало гичий йапряжеиия-U tj, и Uc, поступают по соо гветствунжцим канала; . коммутатора .1 к раз , уг1.11итр.лям 2 и 3. С выхода усилителей 2 и 3 напряжения поступают на ограничители 6 и 7, при это(; синусное напряжение 1 епосредственно поступает к диодам 24 и 25 первого ограничителя 6 питающего напряжения, а косинусное напряжение - к диодам 24 и 25 второго ограничителя 7 питающего напряжения, Если напряжения U, и Uc, Сфиг.2) не превыЕШют значений U огр , и , то напряжения обеих полярностей в цепях питания коммутатора 1 развязывающих усилителей 2 и 3 не изменяются за счет ограничителей 6 и 7. Эти исходные значения формируются дополнительными усилителями А и 5 за счет масштабных резисторов 19 и 20 от дополнительного источника постоянного напряжения (U J и - напряжения соответственно на выходах 8 и 9 источника). Если в ограничителях 6 и .7 равные резисторы 22 обозначить через Rj, а резисторы 23 обозначить через R/, то напряжения ограничения определяются по фор1-1улам

т,- - Ti- 2Bii5i

2(R,+R.) 2(R,+

п - n - 5j-J: R i

Ьс -. (.Кр п 2(R + К)

Для вьшолнения условий ограничения полученные напряжения и выбраны несколько больше значений обоих напряжений при углах поворота .датчика, равных 45°, 135°, 225° и 31.5 (фиг,2). Это обеспечивает работу ограничителей 6 и 7 только от одного из двух напряжений. При вьшеуказан- ных значениях резисторов 22 и 23 и отсутствии режима ограничения напряжения на прямых входах дополнительных ускпителей 4 и 5 близко к нулю. При преывшении одним из напряжений уровня ограничения одной или другой полярности в ограничителях 6 и 7 -ре- зисторные делители перестраиваются в группы резисторов 22-1; 22-2; 23-2 или 22-2 в зависимости от полярности. При этом напряжения ( и Uj на прямых входах операцк- онного усилителя 21 усилителей 4 и 5 равны

U5,(u;,) -rl- -i-l- - -ь

2R , + R

+ и

2R 1 R Q

:. )-2itMf

2R, + R

В результате воздействия напряжения Ug, происходит соответственно увеличение отрицательного и уменьшение по- ложительного напряжения питания коммутаторов 1 и развязывающих усилителей 2 и 3, а при воздействии напряжения U : изменение напряжений питания

о носит обратньш характер.

Выходные напряжения развязывающих усилителей 2 и 3 поступают на коммутатор 10 октантов, устройство 11 автоматической синхронизации и определитель 12 октантов. На коммутаторе 0

октантов синусное и косинусное напряжения формируются в виде выпрямленных напряжений отрицательной полярности, поступающих во входную цепь

(резистор 28) ДАЛ 5, и положитель- ной полярности, поступакщих в компенсирующую цепь (ДАЙ 29) того же ЦАП 15, При этом в коммутаторе 10 происходит сравнение синусного и кос -шусно- го напряжений по модулю, чем обеспе- чивается поступление меньшего из напряжений во входную цепь (резистор 28), а большего - в компенсирующую цепь (ЦАП 29) ПАП 15. В устройстве 1 автоматической синхронизации синусное и косинусное напряжения суммируются

по модулю, после чего вьщеляется периодический переход сумматорного напряжения через ноль. Это выполняется на компараторе, сигнал которого используется для управления устройством 27 запуска преобразователя. В опреде«-- лителе 12 октантов обеспечивается определение фаз синусного и косинусного- напряжений и их составляющих суммарного и разностного напряжений на компараторах. Jix выходные уровни формируются в трехразрядный код октанта. От устройства 27 запуска преобразователя при поступлении сигналов от устройства 1 1 автоматич еской синхронизации и устройства 13 сетевой синхронизации происходит с частотой .сети однократное включение ЦАЛ 15. Устройство 13 сетевой синхронизации обеспечивает периодическое последовательное ормирование адресов в устройстве 26 адресного управления. После выполнеия в ПАП 15 пора5рядного уравнове- ивания готовьп результат преобразо5

вания переносится в выходной регистр 16, куда также поступает код октанта из определителя 12 октантов. Через шины I7 и 18 число и адрес выдаются для дальнейшего использования.

В предлагаемом преобразователе благодаря введению новых элементов расширен диапазон входных напряжений (за счет автоматического смещения значений питающих напряжений развязывающих усилителей, входных- коммутаторов и ограничительных диодов), что повышает разрядность и точность преобразования 4

Формула изобретения

Многоканальный преобразователь угла поворота синусно-косинусного дат414806

нусным и косинусньм В .гходам коммутатора выходных сигналов датчиков соответственно, а их выходы соединены с первыми и вторыми входами коммутатора октгштов, определителя октантов, устройства автоматической синхронизации, первого и второго ограничителей питающих напряжений соответствен- 1Q но, выход отрицательного потенциала дополнительного источника постоянного напряжения соединен с первым входом первого усилителя питающего напряжения и с третьим входом первого 15 ограничителя питающего напряжения, выход положительного потенциала дополнительного источника постоянного напряжения соединен с первым входом второго ус5-шителя питакзчего на™

Изобретение относится к автома тике и вычислительной технике и может быть применено для построения преобразователей угла поворота СКВГ-дат- чика в двоичный код как для автономного использования, так и в устройстве ввода - вывода ЦВМ. Цель изобретения повьяцение точности преобразователя за счет увеличения диапазона преобразуемых амплитуд выходных напряжений СКВТ-датчиков. Для этого в преобразователь угла поворота вала, содержащий коммутатор вькодных сигналов датчиков угла, два развязывающих усилителя, устройства сетевой и автоматической синхронизации, аналого- цифровой преобразователь, блок управления, введены два усилителя питающих напряжений, два ограничителя питающих напряжений, дополнительный источник постоянного напряжения, коммутатор октантов, определитель октантов, регистр. Усилители питающих напряжений содержит масштабные резисторы и операционный yc mитeль, ограничители питающих напряжений - резисторы и диоды, блок управления - устройство адресного управления и устройство запуска АЦЦ, аналого-цифровой преобразователь - входной резистор, ЦАП, компаратор,регистр. Усилители и ограничители питающих напряжений и дополнительный источник постоянных напряжений обеспечивают автоматическое смещение питаюии:х напряжений для си- нусно-косинусных коммутаторов и двух развязывающих усилителей при изменении входных напряжений Usin и Ucos за пределы пороговых значений, создаваемых ограничителями напряжения положительной и отрицательной полярности. Создание автоматического смещения питающих напряжений, значительно расширяет диапазон выходных синусно-ко- С1анусных напряжений и позволяет отказаться от нормирования входных напряжений, отрицательно влияющих на точ- . ность преобразования. 2 ил. to

чика в код, содержаний оммутатор вы- 20 пряжения и с третьим входом второго ходных сигналов датчиков, первьй и второй развязывающие усилители, выходы которых подключены к собственнь м инвертирующим входам, устройство сетевой синхронизации, вход которого соединен с источником переменного напряжения, а выход подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом устройства автоматической синхронизации,, первый выход блока управления подключен к входу запуска аначого-цифрово- го преобразователя, а второй выход - к адресному входу коммутатора вькод- н)ых сигналов датчика угла, от л и - чающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй усилители и ограничители, питающих напряжений, коммутатор октантов и определитель октантов, регистр, дополнительный источник постоянного напряжения, неинвертирую-- щие входы первого и второго развязывающих усилителей подключены к сиограничителя напряжешш, выходы первого и второго ограничителей напряжения объединены и соединены с вторы ми входами первого к второго усипите

25 лей питающих напряжений, выход перво го усилителя питающего напряжения соединен с Плюс питания пер вого и второго развязываюшлх усилите лей и коммутатора выходных сигналов

30 датч(иков угла, выход второго усилителя питающего напряжения соединен с шинами Минус .питания первого и вто рого развязывающих усилителей и ком- мутатора выходньк сигналов датчиков

., угла, первый н второй вьгкоды коммута тора октантов соединены с информаци онным входом аналого-цифрового преоб разователя, вьосод определителя октан тов соединен с первьм входом регистра, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразова теля, выход регистра и второй выход блока управления являются выходами преобразователя

40

пряжения и с третьим входом второго

ограничителя напряжешш, выходы первого и второго ограничителей напряжения объединены и соединены с вторыми входами первого к второго усипителей питающих напряжений, выход первого усилителя питающего напряжения соединен с Плюс питания первого и второго развязываюшлх усилителей и коммутатора выходных сигналов

датч(иков угла, выход второго усилителя питающего напряжения соединен с шинами Минус .питания первого и второго развязывающих усилителей и ком- мутатора выходньк сигналов датчиков

угла, первый н второй вьгкоды коммутатора октантов соединены с информаци - онным входом аналого-цифрового преобразователя, вьосод определителя октантов соединен с первьм входом регистра, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, выход регистра и второй выход блока управления являются выходами преобразователя