Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1992 года по МПК H03M1/64 

о о

|О

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения помехозащищенности преобразователя путем временного стро- бирования опорного и фазного сигналов в преобразователь, содержащий фазовращатель 1, нуль-компараторы 2, 3, генератор 5 импульсов, делитель 9 частоты, формирователь 10 напряжения питания фазовращателя, первый триггер 4, элемент И 6, счетчик 7, регистр 8, введены второй 11 и третий 12 элементы И, распределители 13, 14 импульсов, второй 15 и третий 16 триггеры, блок 17 элементов задержки. 2 ил.

фиг. 7

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

Цель изобретения - повышение помехозащищенности преобразователя путем временного стробирования опорного и фазного сигналов.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь содержит фазовращатель 1, первый 2 и второй 3 нуль-компарато- ры, первый триггер 4, генератор 5 импульсов, первый элемент 6 И, счетчик 7, регистр 8, делитель 9 частоты, формирователь 10 напряжения питания фазовращателя, второй 11 и третий 12 элементы И, первый 13 и второй 14 распределители импульсов, второй 15 и третий 16 триггеры, блок 17 элементов задержки.

Преобразователь работает следующим образом.

Частота импульсов с выхода генератора 5 делится делителем 9 до получения необходимой частоты питающего напряжения фазовращателя. Формирователь питающего напряжения 10 может быть выполнен как низкочастотный фильтр, выделяющий первую гармонику из прямоугольных импульсов с выхода делителя частоты 9. На выходе формирователя фазовращателя 1 формируется сигнал переменного тока, сдвинутый по фазе к сигналу с выхода формирователя напряжения питания 10 на угол /э, пропорциональный углу а поворота ротора фазовращателя 1. Сразу же после подачи питающих напряжений передними фронтами первые импульсы с выходов нуль-компараторов 2 и 3 устанавливают триггеры 15 и 16 в единичные состояния. По передним фронтам следующих импульсов с выхода нуль-компараторов 2 и 3 начинают работу распределители импульсов 13 и 14, которые могут быть выполнены в виде обычных сдвиговых регистров. Они формируют на выходе распределенные во времени импульсы. Эти распределители по передним фронтам импульсов с выхода элементов И 11 и 12 формируют сдвинутые во времени импульсы в и г (фиг. 2). Длительность и интервал времени между ними определяются разрядностью регистров и периодом повторения импульсов со второго выхода делителя 9. Временные диаграммы работы одного распределителя 13 импульсов, триггера 15, элемента И 11 приведены на фиг. 2. Распределитель 13 импульсов по сигналу I с выхода

элемента И 11 и сигналу д с делителя 9 частоты (фиг. 2) формирует сигнал г, по которому триггер 15 устанавливается в нулевое состояние, и сигнал в, по которому

триггер 15 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение следующего переднего фронта с выхода нуль- компаратора 2 (сигнал а) через элемент И 11. Следовательно, на выходе триггера 15 формируется сигнал 3, который поступает на вход элемента И 11 и разрешает прохождение на вход триггера 4 (сигнал I) переднего фронта сигнала с выхода нуль-компаратора 2 (опорного сигнала). Аналогичным образом

работает распределитель 14 импульсов, триггер 16, элемент И 12, который разрешает прохождение на вход триггера 4 переднего фронта сигнала с выхода нуль-компаратора 3 (фазного сигнала).

Таким образом, формируются строб-импульсьц которые осуществляют временную селекцию фронтов импульсов с выходов нуль-компаратора 2, 3. При этом импульсные или другие помехи, проникающие на

входы нуль-компараторов 2, 3, подвергаются временной селекции, следовательно, помехоустойчивость преобразователя угол - фаза-код улучшается.

Далее на выходе триггера 4 формируется временной интервал, длительность которого пропорциональна углу а поворота фазовращателя 1. Импульсы с выхода генератора 5 заполняют временной интервал с помощью элемента И 6, Число импульсов,

также пропорциональное углу «поворота фазовращателя 1, поступает на информационный вход счетчика 7. Параллельный код счетчика 7 импульсов с первого выхода блока 17 элементов задержки переписывается

в регистр 8 через время установления, кода в счетчике 7, Импульс с второго выхода блока элементов задержки 17 обнуляют счетчик 7. Таким образом, на выходе регистра 8 сформировался параллельный выходной

код, пропорциональный углу а поворота ротора фазовращателя 1 ,У

Следует отметить, что длительность стробирующих импульсов tcrp. (фиг, 2) определяется частотой сигнала б с выхода делителя частоты и взаимным временым расположением сигналов виге выхода распределителя импульсов 13. Время tcrp должно превышать сумму следующих погрешностей: временную нестабильность

передних фронтов импульсов с выхода нуль- компараторов 2 и 3, статическую погрешность, динамическую погрешность.

Динамическая погрешность (определяется скоростью вращения входной оси фазовращателя и частотой его питающего напряжения) при вращении вала в одном направлении имеет знак плюс, а в противоположном - знак минус. Следовательно, tcip. определяют по следующей фор-- муле:

tcip AtHecT + A tcraT. + 2At,

дин..

0)

где AtHecT., Ацетат;, Атдин. - соответствую- щие погрешности преобразователя.

Та ким об разом, зная предельную скоро сть вращения проектируемого преобразователя, выбирают по формуле (1) tci p., чем обеспечивается работоспособность преобразователя в рабочем диапазоне скоростей при прямом и реверсном вращении вала.

Таким образом, если даже импульсная помеха возникает во время действий tcrp. (фиг. 2), то временной интервал на выходе триггера изменится в худшем случае на длительность tcrp. К примеру, максимальная погрешность преобразователя равна 2,6 и этому углу соответствует временной интервал на выходе триггера 4 0,5 мкс (правая часть формулы (1). Если при этом длительность сигнала tcrp. выбрать равным 0,75 мкс, то да,же при срабатывании нуль-компараторов, временной интервал на выходе триггер ра 4 изменится не более, чем на 0,75 мкс.и максимальная погрешность от помехи не превысит 3,9.

Использование предложенного преобразователя угла поворота вала в код позволяет повысить помехозащищенность указанного преобразователя, что и определяет его технико-экономический эффект. ,

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен с входом первого нуль- компаратора, второй нуль-компаратор.

последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь напряжения питания фазовращателя, выход которого соединен с входом фазовращателя, первый триггер, выход которого соединен с одним входам первого элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен с информационным входом счетчика, выход

которого соединен с информационным входом регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности преобразователя, в него введены второй и третий элементы И, два распределителя импульсов, второй и третий триггеры, блок элементов задержки, первый выход которого соединен с входом управления регистра, а второй - с входом начальной установки счетчика, выходы первого и второго нулькомпараторов соединены соответственно с объединенными первым входом второго элемента И и одним S-входом второго триггера, с объединенными первым входом третьего элемента И и одни) S-входом

третьего триггера, выходы второго и третьего триггеров соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И соответственно, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с объединенными первыми входами первого триггера и первого распределителя импульсов, с объединенными вторым входом первого триггера и первым входом .второго распределителя импульсов, дополнительный вход

делителя частоты соединен с вторыми входами первого и второго распределителей импульсов, первый и второй выходы которых соединены соответственно с другими S- и R-входами соответствующих триггеров,

выход третьего элемента И соединен с входом блока элементов задержки, выход формирователя напряжения питания фазовращателя - с входом второго нуль- компаратора.

40

«

v toso

CSI

I

ISA

fg