Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1991 года по МПК H03M1/64 

оэ

Ј СО О5 05

bi

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляющих системах.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности преобразователя.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого преобразователя

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 импульсов, формирователь 2 парафазных сигналов, сумматор 3, блок 4 вычитания, синусно-косинусный вращающийся транформатор (СКВТ) 5, квадраторы 6 и 7, фильтры 8 и 9 низкой частоты и преобразователь 10 фаза-код.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 формирует импульсы высокой (тактовой) частоты, которые поступают на тактовый вход преобразователя 10 и на вход формирователя

Формирователь 2 предназначен для формирования квадратурных сигналов с частотами СО, и COg OH может содержать, например, два делителя часто-

ты, делящие частоту тактовых импульсов до частот СО, и О2 , два фильтра,, выделяющих из прямоугольных импульсов с частотами СО, и СО первые гармоники, и два фазовращателя, сдвигающих гармонические сигналы с частотами 03, и С02 по Фазе на . На первом, втором, третьем и четвертом выходах формирователя 2 вырабатываются сигналы е,, ег, соответственно, определяемые уравнениями:

е, EcosQit, е2 EcosWzt, е, EsintO,t, е4 EsinQjt, - амплитуда формируемых сигЕ

налов -у - текущее время.

Сигналы е, и е поступают на входы сумматора 3, а сигналы е и е - соответственно на суммирующий и вычитающий входы блока 4. На выходах сумматора 3 и блока 4 формируются сигналы U и Ui}. соответственно, определяемые равенствами:

0

5

5

0

U, е, + ег E(cosCO,t + cos02t)j. U4 е3 - е4 E(sincO,t - sin(02t).

Эти сигналы используются для питания обмоток возбуждения СКВТ 5. В выгодной обмотке СКВТ 5 находится сигнал Uy, который с учетом параметров СКВТ 5 и линии связи и преобразуемого угла поворота ротора СКВТ может быть записан в виде

U5 ЕК, cos to, t + Ц,- об) + + EK2cos(C02t +oi) ,

где Kf

и - коэффициенты передачи СКВТ 5 на частотах СО, и сог соответственно ,

М, и (|2- фазовые сдвиги, вносимые непосредственно СКВТ 5 и линией связи на частотах 00 и С02 соответственно.

Сигнал Uj поступает н вход квадратора 6, на выходе которого образуется сигнал U6, пропорциональный квадрату входного сигнала:

U6 (ty Е К, cos (0),t+(,-() +

+ 2EK,K2cos(W,t +tfro6)x

2 2 у

cos ( )+ЕК2соз (C02t+ 2 г i г 21

+ (D 4- rv - E-Ki E K2i E-K, + Cp2 + 06 ) -j- + -j-f+ -- x

cos(2u,t + 2If- 2oO+ Е2К,К2к X cos(CO,+02)t +Q, + + EK,K4 cos(Cd,-Wi)t+q, 21.

Сигнал U6 поступает на вход фильт5 pa 8, настроенного на разностную частоту Q СО, - С02 Фильтр JJ подавляет все составляющие сигналы tL i кроме последней. На выходе фильтра 8 формируется сигнал Uft,

определяемый равенством 02

Ug Е K cosCftt tf + Cf, -tf2),

который поступает на информационный вход преобразователя 10.

Сигнал U з поступает на вход квад- ратора 7, на выходе которого образуется сигнал U7, пропорциональный квадрату входного сигнала

0

5

U (U3)2 E2(cos(0,t +cosW2t)2

E (cos2(0,t + 2cos(d,t-cos( +

2 2 E + cos C02t) , E

+ Y- cos2to,t +

F2E2

+ -|--cos 2COjt +-y-cos2W2t +

E2 E2 + - cos(CO, + COji) t + -cosat

Сигнал U7 поступает на вход фильра 9, настроенного на частоту Ј2. Фильтр 9 подавляет все составляющие сигналы Uy, кроме последней. На выходе фильтра 9 формируется сигнал определяемый равенством: г

1

«

cosftt,

который поступает на опорный вход преобразователя 10.

Преобразователь 10 преобразует разность фаз сигналов, поступающих на его информационный и опорный входы, в код. Это может осуществляться, например, путем измерения временного интервала между моментами перехода сигналов U g и U„ через ноль при положительных производных этих сигналов и заполнения его импульсами тактовой частоты с последующим их подсчетом и выдачей результата в виде кода. На выходе преобразователя 10 формируется код

N,0- + lf,-Cf2.

Предлагаемый преобразователь обепечивает преобразование угла оЈ поврота вала в пропорциональный этому углу код с погрешностью, не превышающей половины разности фазовых сдвигов Ц и .

В предлагаемом преобразователе для формирования сигналов на входах фильтров 8 и 9 используются квадра,- торы в отличие от устройства-прототипа, в котором для этих целей ис6496556

пользуются перемножители. Для микросхем аналоговых перемножителей сигналов с управляемой крутизной дифференциальных транзисторных пар погрешность перемножения составляет величину не менее 0,5-2%.В квадраторе же на диодном функциональном преобразователе достигается точность не

д менее 0,1%. Для уменьшения погрешности умножения в прототипе можно использовать параболические перемножители, каждый из которых включает два квадратора.

15 Таким образом, предлагаемый преобразователь обеспечивает более высокую точность преобразования, чем прототип, за счет более точного выполнения операции умножения.

20

Формула изобретени.я

Преобразователь угла поворота валя, в код, содержащий синусно-коси25 нусный вращающийся трансформатор, re-t нератор импульсов, выход которого соединен с входом формирователя пара- фазных сигналов, первый и второй выходы которого соединены с входами

30 сумматора, третий и четвертый выходы которого соединены с входами блока вычитания , выходы сумматора и блока вычитания соединены с входами синусно- косинуского вращающегося трансформа35 , два фильтра низкой частоты, выходы которых соединены с информационными входами преобразователя фаза - код, отличающийся тем, что, с целью повышения точно40 сти преобразователя, в него введены два квгадратора, выход сумматора через первый квадратор соединен с входом первого фильтра низкой частоты, выход синусно-косинусного вращающего45 ся трансформатора через второй квадратор соединен с входом второго фильтра низкой частоты, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом преобразователя фаза - код.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляющих системах. С целью повышения точно- сти в преобразователь, содержащий генератор 1 импульсов, формирователь , парафазных - сигналов, сумматор 3, блок 4 вычитания, синусно-косинус- ный вращающийся трансформатор (GKBT) 5, фильтры 8 и 9, низкой частоты и преобразователь 10 фаза-код, введены квадраторы 5 и 7. Цель достигается за счет более точного выполнения операции умножения на квадраторах. 1 ил.