Преобразователь угол-код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/22 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования угловых величин, где требуется запоминание максимальных и минимальных значений угла.

Цель изобретения - расширение области применения преобразователя за счет возможности запоминания максимального и минимального значений угла.

На фиг. 1 изображена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 и 3 - структурные схемы формирователя угловых меток, трехстабильного триггера и логического блока; на фиг. 4 - вре менные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит блок 1 формирования угловых меток, трехста- бильный триггер 2, логический блок 3 сумматор 4, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, первый реверсивный счетчик 6, элементы И 7 и 8, переключатель 9 с выходами 10 и 11 и входами 12 и 13, содержащий инвертор 14 и элементы ИЛИ 15 и 16, второй реверсивный счетчик 17, выход 18 преобразователя, входы 19 и 20 преобразователя.

Блок 1 формирования угловых меток содержит герметизированные магнитоуп- равляемые контакты (ГМК) 21-23, поссл

05

со со

00 Јь

тоянный магнит 24 с вектором 25 намагниченности, вал 26, выходы 27 блока. Трехстабильный триггер 2 содержит входы 28, элементы 2И-НЕ 29-31, ре- зисторы 32-34. Логический блок 3 содержит фильтры 35-37 нижних частот, элементы 2ИЛИ-НЕ 38-43, элементы ЗИЛИ-НЕ 44-45, RS-триггер 46, выход 47 и выходы 48. Сумматор 4 выполнен в виде элемента 2И-НЕ 49 с выходом 50.

Преобразователь работает следующим образоМо

Блок 1 содержит постоянный магнит 24 (фиг. 2) и три ГМК 21-23, оси кото рых лежат в одной плоскости под углом 120 друг к другу совместно с вектором 25 намагниченности постоянного магнита 24. Вал 26, угловые перемещения которого кодируются, перпендику- лярен указанной плоскости и соединен с магнитом 24

Герметизированные контакты 21-23 нормально разомкнуты, каждый из них срабатывает при ортогональности век- тора 25 намагниченности магнита 24 и геометрической оси данного ГМК 21-23. Трехстабильный триггер 2 (фиг. 3) построен так, что в устойчивом состоянии на выходах двух его элементов 2К--НЕ 29-31 поддерживается высокий уровень напряжения, а на выходе третьего - низкий. При замыкании ГМК 21-23 нулевой потенциал устанавливается на выходе того элемента 2И-НЕ 29-3I, выход которого соединен через резистор 32-34 с данным контактом 21-23 о Вращение постоянного магнита 24 (фиг. 2) сопровождается поочередным замыканием ГМК 21-23, так что на выходах элементов 2И-НЕ 29-31 трех- стабильного триггера 2 появляются им- пульсн е последовательности, представленные на эпюрах 51-53 (фиг. 4).

Перепады выходных напряжений трех- стабильного триггера 2 затягиваются с помощью фильтров 35-37 нижних частот (эпюры 54-56, фиг„ 4) и обрабатываются элементами 2ИЛИ-НЕ 38-43 (фиг. 3). Эпюры выходных сигналов эле ментов 2ИЛИ-НЕ 38-43 приведены на фиг. 4 под номерами 57-62. Элемент ЗИЛИ-НЕ 45 объединяет импульсные последовательности, формируемые элементами 2ИЛИ-НЕ 38,40 и 42 (эпюра 63,

фиг. 4), а элемент ЗИЛИ-НЕ 44 выполняет аналогичную операцию с выходными сигналами элементов 39, 41 и 43 (эпюра 64, фиг о 4)„ Триггер 46 управляет

„ Q

5 0

5 Q п ,с ,,,

5

5

ся по R- и S-входам потенциалами выходов элементов 44 и 45 и вырабатывает управляющее напряжение (эпюра 65, фиг. 4), поступающее на соответствующий вход счетчика 6 (фиг0 1). К входу 12 переключателя 9 (фиг. 1) подводится импульсная последовательность (эпюра 66, фиг„ 4), получаемая путем объединения выходных сигналов элементов 44 и 45 с помощью элемента 49 2И-НЕ„

Пусть, например, кодируется максимальное значение угла, тогда на вход 19 устройства (фиг. 1) от внешнего источника подается высокий потенциал и счетчик 17 переводится в режим суммирования. Оба счетчика 6, 17 при t 0 (фиг. 4) устанавливаются в нулевое состояние по R-входам. Если кодируемый угол при t t (фиг. 4) увеличивается, то на выходе логического блока 3 поддерживается высокий уровень напряжения (эпюра 65, фиг. 4), а элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 формирует низкий потенциал (эпюра 69, фиг. 4). Содержимое счетчика 6 равно нулю, поэтому элементы И 7 и 8, вырабатывают нулевые уровни напряжения (эпюры 70 и 71, фиг. 4). Переключатель 9 направляет выходную импульсную последовательность сумматора 4 к счетному входу счетчика 17, содержимое N f7(t) которого монотонно возрастает (эпюра,

72,фиг. 4), в то время как код Ns(t) счетчика 6 остается нулевым (эпюра

73,фиг. 4).

Пусть при t t1 угловая скорость вала 26 (фиг 2) изменяет свой знак на противоположный. Это ведет к перераспределению выходных сигналов вентилей 38-43 в соответствии с эпюрами 57-62 (фиго 4) и срабатыванию RS-триг- гера 46, который переводит счетчик 6 в режим вычитания. Б этот момент времени элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 формирует положительный перепад напряжения (эпюра 69, фиг. 4) который проходит через элемент И 8 на вход 13 управле ни.я переключателя 9. В дальнейшем переключатель 9 направляет последовательность счетных импульсов сумматора 4 к С-входу счетчика 6, снимая ее с аналогичного входа счетчика 17, поэтому при t t , )N |7(t,)f a Nt(t) убывает (фиг. 4).

При восстанавливается первоначальное направление вращения вала 26, вновь срабатывает RS-триггер 46

и счетчик 6 переключается в режим суммирования. Импульсная последовательность сумматора 4 подводится к С-входу счетчика 6 до момента его очищения при t t3, после чего переключатель 9 отключает выход сумматора 4 от счетного входа счетчика 6 и соединяет его с входом счетчика 17. Для Nf7(t) растет, a N(t)0

(фиг 4). В дальнейшем при повторных изменениях знака угловой скорости вала измерительная система работает аналогичным образом.

Величина N (7(t ) - код искомого максимального значения угла поворота (f(t) вала в положительном направлении к моменту времени , При d(//dt О этот код растет, при величина Nj7(t) постоянна и равна ее значе- нию в момент последнего изменения знака угловой скорости и достижения функцией if (t) максимума.

Кодирование минимального значения

99846

го блока, сумматор, первый реверсивный счетчик, знаковый вход которого соединен с первым выходом логического блока, отличающийся тем, что, с целью расширения области при- , менения за счет возможности фиксирования максимального и минимального значений угла, в него введены второй реверсивный счетчик, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И и переключа10

5

0

тель, первый и второй выходы которого подключены к счетным входам первого л второго реверсивных счетчиков соотве - ственно, а первый вход соединен с в ходом сумматора, входы которого подключены к второму и третьему выходам логического блока, знаковый второго реверсивного счетчика является входом выбора знака запоминания и соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с знаковым входом первого реверсивного счетчика, а выход подклю

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования угловых величин. Цель изобретения - расширение области применения преобразователя за счет возможности запоминания максимального и минимального значений угла. Цель достигается тем, что в преобразователь угол-код, содержащий блок формирования угловых меток, трехстабильный триггер, логический блок, сумматор и реверсивный счетчик, введены дополнительный реверсивный счетчик, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и И, а также переключатель. Введение дополнительных элементов позволяет при вращении вала в заданном направлении осуществлять накопление кодируемого углового перемещения. В момент смены знака угловой скорости выходной код преобразователя фиксируется и начинает расти лишь после восстановления первоначального направления вращения и превышения суммарным углом поворота зафиксированного ранее значения. 4 ил.

угла производится аналогичным образом, 25 чен к первому входу первого элемента

однако в этом случае на вход 19 устройства подается сигнал низкого уровня.

Формула изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий блок формирования угловых меток, выходы которого подключены к входам трехстабильного триггера, выходы которого подключены к входам логическо

И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход подключен к второму входу переключать ля, входы установки первого и второго реверсивных счетчиков объединены и являются входом установки преобразователя, выходы первого реверсивного счетчика подключены к входам второго элемента И, выходы второго реверсивного счетчика являются выходами преобразователя.

27

W/