Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/64 H03M1/48 

(Л

10

него преобразователя по авторскому свидетельству № 1280699, Целью изобретения является повышение точности преобразователя путем измерения и компенсации дополнительной погрешности, обусловленной дрейфом нуля аналоговых функциональных элементов. Для достижения поставленной цели в преобразователь, содержавши генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, фазовращатель, вал ко- toporo является входным валом преобразователя, три фазовых дискриминатора, три преобразователя напряжения в частоту, три реверсивных счетчика, четыре сумматора, мультиплексор, полосовой усилитель, синхронный детектор, интегратор, введены мультиплексор, фазовый дискриминатор, усилитель, синхронный детектор, интегратор. Опорная система, обеспечивает преобразование фазы опорного сигнала Up в текущий код сумматора 15, информационная система, состоящая из основного и корректирующего каналов, преобразует разность фаз между сигналами.иу и и, пропорциональную углу d поворота вала в код. Погрешность преобразования равна разности смещений нуля указанных систем относительно входных сигналов. Вновь введенные элементы позволяют фазовые сдвиги поочередно измерять дискриминатором, чье выходное напряжение усиливается усилителем, детектируется детектором и через интегратор из- меняе/г смещение нуля корректирующей системы до равенства со смещением опорной системы, чем устраняется погрешность преобразования. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для связи аналоговых источников информации с ЦВМ и является усовершенствованием извест

1

Изобретение относится к автоматике и вЬгаислительной технике, может быть использ.овано в системах управления для связи источников информации С ЦВМ и является усовершенствованием преобразователя по авт.св. № 1280699.

Цель изобретения - повьш1ение точности преобразователя путем компенсации температурной и временной погрешности,

На чертеже приведена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 питания фазовращателя, фазовращатель 4 с входным валом 5, первый - третий фазовые дискриминаторы 6-8, преобразователи 9-11 напря

жения в частоту, реверсивные счетчики 12 - 14, сумматоры 15 - 17, четвертый сумматор 18, шину 19 выходного .кода, опорную систему 20 фазовой автоподстройки (ФАП), основной канал 21 ин

формационной ФАП, корректирующий ка- нал 22, мультиплексор 23, четвертый фазовый дискриминатор 24, усилитель 25, синхронный детектор 26 и iftiTer- ратор 27.

Блоки 6,9,12 и 15 образуют опор- ную систему 20 ФАП.

0

5

0

0

Блоки 7,10,13 и 16 - основной канал 21, а блоки 8,Г|,14, 17 и 18 - корректирующий канал 22 информационной системы ФАП.

Преобразователь работает следующим образом.

Частота импульсов генератора 1 понижается делителем 2 частоты, из выходного сигнала которого блоком 3 формируется напряжение возбуждения фазовращателя 4. Фаза Фд опорного сигнала U фазовращателя 4 сравнивается в фазовом дискриминаторе 6 с фазой сигнала обратной связи, формируемого на выходе старшего разряда сумматора 15 путем суммирования кодов делителя 2 и счетчика 12, в результате чего сигнал обратной связи сдвинут по фазе относительно выходного сигнала делителя 2 на угол, пропорциональный коду счетчика 12. При рассогласовании фаз и и сигнала сумматора 15 дискриминатор 6 вырабатывает напряжение, под действием которого блок 9 преобразования нап- в частоту вырабатывает импульсы и изменяет код счетчика 12. Изменение кода счетчика 12 происходит в сторону уменьшения рассогласования и в идеальном случае должно сводить его к нулю. Однако вследст31446691

вне смещения нуля системы ФАП, обусловленного в свою очередь смещением характеристик фазового дискриминатора 6 и преобразователя 9, рассогласование сводится к нулю с точностью до смещения & i/ нуля системы 20 и код на выходе сумматора 15 равен N, + d i/onФаза информационного сигнала U;, фазовращателя 4, отличающаяся от фа10

зы Ф его опорного сигнала Uo на угол, пропорциональный угловому положению of вала 5 (для простоты положим Фу-Фд оО ,.аналогичным образом отеле- живается двухканальной системой ФАП, состоящей из основного 21 и корректирующего 22 каналов. Код на выходе сумматора 16 основного канала с учетом смещения 41/,„ нуля системы 21 равен N,N,,+N,J Фy+йlf„,.

При вращении вала 5 с угловой скоростью d фаза и ц изменяется с аналогичной скоростью и это изменение от

слеживается системой 21 с динамичес

кой погрешностью , Д К ц - коэффициент усиления разомкнутого контура основного канала, и код на выходе его счетчика 13 равен

. ок- ог.) - к;:Код счетчика 13 через сумматор 1 вводится в корректирующий канал 22, складывается с кодом счетчика 14 и управляет фазой сигнала обратной свзи, формируемого в сумматоре 17. С учетом смещения Ь (щ, нуля системы 22 код сумматора 17 равен , +N Ф +Л1/, а код счетчика 14 соответственно равен V Л к«-М15-Н, е,-(Ф,-Ф, )- ( dl/5, - /3 Чп ) - Ф J- йЧп

+ (ЙЧ -ДЧ „,).

Выходной код преобразователя, снимаемый с выхода 19 сумматора 18, равен

Г, ) - - ™+(ДС «-Л1/, + --- о(+(ЛС ,,)

/К,,4

К

ок

k.K

К ofc

Таким образом, корректирующий канал 22 измеряет и корректирует погрешности основного канала 21; динамическую i/K - и смещение нуля дц

ок

ot

в результате чего выходной код не имеет в этом режиме динамической погрешности, но смещен на величину, равную разности смещений нуля систе 20 и 22.

0

g

Входные сигналы систем 20 и 22 и их сигналы обратной связи через мультиплексор 23 поступают на фазовый дискриминатор 24, информативная составляющая выходного сигнала которого представляет сигнал прямоугольной формы с частотой коммутации мультиплексора 23 и уровнями напряжения, равными

и:, К(Ф„-N,y) -К л . л и..„ ; 4 Кфл(Ф„-Н„)+4ифй лиф,-Кфд.лм ,,, где .аифА и - смещение нуля и коэффициент передачи дискриминатора 24.

, Этот сигнал усиливается полосовым усилителем 25 (неинформативные составляющие выходного напряжения дискриминатора 24 не пропускаются этим усилителем) и детектируется синхронным детектором 26. На выходе детектора 26 формируется напряжение постоянного тока, пропорциональное раз

30

35

40

( йс/,- Д1,„) + лисд , где K,j5 коэффициент усиления усилителя 25;

ЛЦрд ,К д-смещение нуля и коэффициент передачи детектора 26.

Это напряжение через интегратор 27 вводится в корректирующий канал 22, где во входной цепи преобразователя 11 суммируется с напряжением рассогласования канала 22, изменяя его смещение 4i-f в сторону уменьще- ния 1(,. В установившемся состоянии U,j(0, что достигается при

41 -Л1/йп

КфдК

Таким образом, обеспечивается измерение и компенсация смещения нуля преобразователя. Компенсация обеспечивается с точностью до погрещности,

45 обусловленной смещением нуля ЛИсд синхронного детектора 26, которая (как видно из последнего вьфажения) в Кед-К 5 раз меньше погрешности фазового дискриминатора и в еще боль50 шей мере - смещения нуля преобразователя, обусловленного смещением нуля характеристик не только дискриминаторов 6 и 8, но и преобразователей 9 и 11.

55

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код по авт. св. № 1280699,

5 14466916

отличающийся тем, что,йены с входами четвертого фазового

с целью повышения точности, в негодискриминатора, выход которого через

введены мультиплексор, четвертый фа-усилитель соединен с входом синхронэовый дискриминатор, усилитель,ного детектора, выход которого чесинхронный детектор и интег1$атор, рез интегратор подключен к второму

первый и второй, третий и четвертыйвходу третьего блока преобразования

входы мультиплексора подключены кнапряжения в частоту, управляющие

входам первого и к входам третьего ,входы мультиплексора и синхронного

фазовых дискриминаторов соответст- Q детектора подключены к третьему вывенно, выходы мультиплексора соеди-ходу делителя частоты.