Преобразователь угла поворота вала в код с самоконтролем Советский патент 1989 года по МПК H03M1/64 H03M1/06 

1146248А

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

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя за счет введения диагностики неисправного узла,fO

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

|t.

I Преобразователь содерл ит синусно-. I косинусный вращающийся трансформатор 15 : (СКВТ) 1, §налого-цифровой 2 и Цифровой 3 блоки. Аналого-цифровой блок 2 содержит определитель 4 октантов, аналоговый коммутатор 5, аналого- иифрово преобразователь (АЦП) б,10

постоянн;.;е запоминагацее устройство : (ПЗУ) 7, инвертор 8, ключ 9, дели- таль 10 частоты и первый блок 11 зле- ; ментов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Цифровой

Эти сигналы в АЦП 6 преобразуются в..код tg р , при помощи ПЗУ 7 определяется код угла , На выходы блока 1 в нечетных октантах проходит прямой код, а в четных - инверсный код, дополняюпдай угол р до 45, Код угла с выходов блока 11 совместно с кодом октантов записывается в регистр 14 по переднему фронту сигнала с выхода первого злемента И 20 через формирователь 19 (входной сигнал задержан на время f),

В этом же такте осуществляется контроль работоспособности цифрового блока 3 за счет формирования на выходах блока 13 инверсного кОда, дополняющего выходной код регистра 14 до 360, сложения на сумматоре 15 выходных кодов блока 13 и регистра 14, формирования р помощью блока 12 элементов ИСКЛЮЧАКЛЦЕЁ ИЛИ из полученной

блок 3 содержит блоки 12 и 13 злемен-25 .уммы кода модуля погрешности и срав30

тов ИСКПЮЧА10и1ЕЕ ИЛИ, регистр 14, сумматор 15, блок 16 сравнения, злемен- ты НЕ 17 и 18, формирователь 19, с первого по четвертый элементы И 20- 23, блок 4 элементов И, D-триггеры 25 и 26, элемент ИЛИ 27, шину 28 константы.

Преобразователь работает следующим образом.

Цикл работы преобразователя зада- 35 ется выходным сигналом делителя 10 частоты и состоит из двух тактов, В первом такте, когда V, - 1, ключ 9 устанавливается в положение II. При этом на входы определителя 4 октантов40 и аналогового коммутатора 5 поступают напряжения VI V ,,. cos б и

1f

V , Vc-sin6 (где в -. угол поворота СКВТ V . - напряжение на j-выхо- де, i-элемента). В определителе 4 ок- 45 тантов эти напряжения сравниваются с нулевы1ч уровнем и между собой, в результате чего определяется номер октанта угла в. По извест.ному номеру октанта аналоговый коммутатор 5 формирует сигналы:

Vj sin р IVsi Vpl sin ei ,

50

нения его на блоке 16 сравнения с нулевым знат-ением кода, сформированным на выходах блока 24, при V 1. Результат сравнения с первого выхода блока 16 записывается в первый D- триггер 25 по переднему фронту сигнала с выхода третьего элемента И 21. Если блок 3 исправен, то обеспечивается выполнение условия Ф, Ф О, На первом выходе блока 16 срав- нения формируется единичный сигнал, а на инверсном выходе первого D-тригге- ра 25 нулевой сигнал, означающий исправность блока 3. Если блок 3 неисправен, то Ф, первом выходе блока 16 сравнения формируется нулевой сигнал, а на инверсном выходе первого D-триггера 25 - единичный сигнал, означающий неисправность блока 3, При этом па выходе элемента 27 ИЛИ также формируется единичный сигнал , означающий неисправность преобразователя в целом.

Во втором такте, когда V ,д 0 1ШЮЧ 9 устанавливается в положение 1, при этом на входы определителя

4октантов и аналогового коммутатора

5поступает напряжения V , V..cos6 и V -V.sin 0,

vl

cos I V, I Vo(cos 61 1,4,5 и 8 октантах,,

sin p cos p

IVq

Vo I cose I Vo I sin 01

в 2,3,6 и 7 октантах, где р - угол 9 f приведенный в первый октант.

Эти сигналы в АЦП 6 преобразуются в..код tg р , при помощи ПЗУ 7 определяется код угла , На выходы блока 1 в нечетных октантах проходит прямой код, а в четных - инверсный код, дополняюпдай угол р до 45, Код угла с выходов блока 11 совместно с кодом октантов записывается в регистр 14 по переднему фронту сигнала с выхода первого злемента И 20 через формирователь 19 (входной сигнал задержан на время f),

В этом же такте осуществляется контроль работоспособности цифрового блока 3 за счет формирования на выходах блока 13 инверсного кОда, дополняющего выходной код регистра 14 до 360, сложения на сумматоре 15 выходных кодов блока 13 и регистра 14, формирования р помощью блока 12 элементов ИСКЛЮЧАКЛЦЕЁ ИЛИ из полученной

.уммы кода модуля погрешности и срав30

35 40

5

0

5

нения его на блоке 16 сравнения с нулевым знат-ением кода, сформированным на выходах блока 24, при V 1. Результат сравнения с первого выхода блока 16 записывается в первый D- триггер 25 по переднему фронту сигнала с выхода третьего элемента И 21. Если блок 3 исправен, то обеспечивается выполнение условия Ф, Ф О, На первом выходе блока 16 срав- нения формируется единичный сигнал, а на инверсном выходе первого D-тригге- ра 25 нулевой сигнал, означающий исправность блока 3. Если блок 3 неисправен, то Ф, первом выходе блока 16 сравнения формируется нулевой сигнал, а на инверсном выходе первого D-триггера 25 - единичный сигнал, означающий неисправность блока 3, При этом па выходе элемента 27 ИЛИ также формируется единичный сигнал , означающий неисправность преобразователя в целом.

Во втором такте, когда V ,д 0 1ШЮЧ 9 устанавливается в положение 1, при этом на входы определителя

4октантов и аналогового коммутатора

5поступает напряжения V , V..cos6 и V -V.sin 0,

В результате преобразования на выходах определителя 4 октантов и блока 11 формируется код угла, дополняющий код на выходе регистра 14 до

360

т,е. 360 - 0 + Л

где с/, 1462 84

погрешность фортрования кода угла во втором такте, когда V,o 0. Этот код проходит без изменения на выходы блока 13 и складывается на сумматоре 15 с выходным кодом регистра 14. На выходах сумматора 15 формируется код

Таким образо м, преобразователь по сравнению с прототипом имеет расширенные функциональные воз южности за g счет диагностики неисправного узла.

Ф

15

360

«, где сО сГ1+ с/ .

Формула изоб

Р е т е н и я

U

На выходах блока 12 формируется код модуля погрешности преобразования, т.е. . Этот код сравнивается в блоке 16 со значением Д константы, которая задается на входной шине 28, исходя из допустимого уровня погрешности преобразователя. Результат сравнения с второго выхода блока 16 записывается в D-триггер 26 по переднему фронту сигнала с выхода -элемента И 22.

Если преобразователь исправен, выполняется условие |сР( .На втором выходе блока 16 и на выходе D-триггера 26 формируется нулевой сигнал, означаксций исправность преобразователя.

Если преобразователь неисправен, вьтолняется условие (сГ| 7 d . На втором выходе блока 16 и на выходе D-триггера 26 формируется единичный сигнал, означающий ггеисправность преобразователя.

Диагностика преобразователя осуществляется с глубиной до блоков 2 и 3, При этом, поскольку вероятность одноПреобразователь угла поворота 10 вала в код с самоконтролем, содержащий синусно-косинусный вращакщийся трансформатор, первый выход которого соединен с первыми информационными входами ана.погового коммутатора и 15 определителя октантов, выходы которого соединены с входами старших разрядов регистра и управляющими входами аналогового коммутатора, выходы кото - рого соединены с информационными 20 входами аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с информационным входом пос-г толнного запоминающего устройства, выходы которого соединены с первой 25 группой входов первого блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторая группа входов которого подключена к выходу мпадшего разряда определителя октантов, а выходы соединены с информаци- 30 онным 1 входами младших разрядов регистра, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора.

выход переполнения которого через

-„.-первый элемент НЕ соединен с перво й

временного отказа блоков 2 и 3 стре- 35 РУппой входов второго блока элемен- мится к нулю, контроль работоспособ-тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, информационные

ности блока 3 позволяет выявить неис- входы которого подключены к информа- правный блок.ционным выходам сумматора, а выходы

Если блок 3 исправен, на прямом вы- соединены с первой группой входов ходе D-триггера 25 формируется еди- 40 блока сравнения, второй выход синус- ничный сигнал. При наличии единичного но-косинусного вращающегося трансфор - сигнала на выходе D-триггера 26 наматора соединен с входом инвертора и

выходе элемента И 23 также формирует- первым информационным входом ключа/ ся единичный сигнал, означающий не-второй информационный вход которого

исправность блока 2. На выходе элемен.45 подключен к выходу инвертора, а та ИЛИ 27 при этом формируется еди- выход соединен с вторыми информационными входами аналогового -коммутатора и определителя октантов, циклический выход аналого-цифрового неисправен, на прямом go преобразователя соединен с входом

т,.„„ л.делителя частоты, выход которого соничный сигнал, означающий неисправность преобразователя.

выходе D-триггера 25 формируется нулевой сигнал. Пр i этом на выходе элемента И 23 независимо от уровня выходного сигнала D-триггера 26 форми руется нулевой сигнал, означающий испражшость блока 2., а на выходе элемента ИЛИ 27 - единичный сигнал, означающий неисправность преобразователя.

единен с управляющим входом ключа и входом юторого элемента НЕ, шину константы, отличающийся 55 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя за счет диагностики неисправного узла, в него введены формирователь, с первого по четвертый элементы И,

Таким образо м, преобразователь по сравнению с прототипом имеет расширенные функциональные воз южности за g счет диагностики неисправного узла.

Формула изоб

Р е т е н и я

Преобразователь угла поворота 10 вала в код с самоконтролем, содержащий синусно-косинусный вращакщийся трансформатор, первый выход которого соединен с первыми информационными входами ана.погового коммутатора и 15 определителя октантов, выходы которого соединены с входами старших разрядов регистра и управляющими входами аналогового коммутатора, выходы кото - рого соединены с информационными 20 входами аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с информационным входом пос-г толнного запоминающего устройства, выходы которого соединены с первой 25 группой входов первого блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторая группа входов которого подключена к выходу мпадшего разряда определителя октантов, а выходы соединены с информаци- 30 онным 1 входами младших разрядов регистра, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора.

единен с управляющим входом ключа и входом юторого элемента НЕ, шину константы, отличающийся 55 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя за счет диагностики неисправного узла, в него введены формирователь, с первого по четвертый элементы И,

флок элементов И, первый и второй, tpHrrepbi, элемент ИЛИ и третий блок .Элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы старших разрядов которого подключены К выходам определителя октантов, оды младших разрядов подключены К выходам первого блока элементов ЙеКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ, вторая группа входов Подключена к выходу делителя частоты, JQ выходы соединены с второй группой ходов сумматора, циклический выход (шалого-цифрового преобразователя соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с .входом фор- -, j 1|шрователя, выход которого соединен с ;ервым входом третьего элемента И, торой вход которого объединен с вто-. 1ЫМ входоь первого элемента И и подючен к выходу делителя частоты/ 2Q )ыходы первого и третьего элементов И соединегны с входами синхронизации 1)егистра и первого 0 триггера соот- :зетственно, информационный вход пер- D-триггера подключен к первому 25

выходу блока сравнения, прямой и инверсный выходы соединены соответствен но с первым входом четвертого элемента И и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента И и подключен к выходу второго D-триггера, вход синхронизации которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого объединен с управляющим входом блока элементов И и подключен к выходу второго элемента НЕ, шина константы подключена к информационным входам блока элементов И, выходы которого соединены с второй группой входов блока сравнения, второй выход которого соединен с ин- формационным входом второго D-триггера, выход элемента ИЛИ является выходом контроля преобразователя, а инверсный выход первого D-триггера и выход четвертого элемента И являются выходами диагностики преобразователя.

Изобретение относится к автомати. ке и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя за счет диагностики неисправного аналого-цифрового или цифрового блока. Для достижения указанной цели в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, определитель октантов, аналоговый коммутатор, АЦП, ПЗУ, два блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инвертор, ключ, делитель частоты, два элемента НЕ, регистр, сумматор и блок сравнения, введены формирователь, четыре элемента И, блок элементов И, элемент ИЛИ, , два D-триг- .гера, третий блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Цикл раб гы преобразователя разбивается на дв:.1 такта. В первом. такт, формируется код угла поворота «зала синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ), а также осуществляется контроль работоспособности цифрового блока путем формирования инверсного кода угла, дополняющего выходной код преобразователя до единичного значения, сложения прямого и инверсного кодов, выделения из полученной сумг-ы кода модуля погрешности и сравнения его с нулевым значением кода, в результате чего формируется сигнал контроля работоспособности цифрового блока. Во втором такте за счет инвертирования синусно го выходного напряжения СКВТ формируется код угла, дополняющий код, по- с лученный в первом такте, до 360°. Пу- ® тем суммирования кодов, полученных /Л S первом и втором тактах, вьщеления из полученной суммы кода модуля по- CZT .грешности преобразования и сравнения его с пороговым значением погрешнос- - ти, задаваемым в виде двоичной константы на входе преобразователя, формируется интегральный сигнал контроля работо способности преобразователя. Поскольку вероятность одновременного отказа аналого-цифрового и циф- рового блоков стремится к нулю, контроль работоспособности цифрового блока позволяет выявить неисправный блок, В результате диагностики сокращается время восстановления отказа и улучшается ремонтопригодность преобразователя , 1 ил. JiH О) to 1 00 4ib

Выкод контроля