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

Изобретение относится к автоматике, информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано

в системах управления и регулирования, а более конкретно в навигационных системах для сопряжения угловых датчиков курса

скорости и координат судна с цифровым вычислительным комплексом.

Целью изобретения является повышение достоверности выдачи информации.

На фиг. 1 представлена функциональ- ная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных узлов преобразователя; на фиг. 3 - функциональная схема формирователя импульсов.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, Т-триггер 2, элементы И 3 и 4, счетчик 5 импульсов, элемент И 6, формирователи импульсов 7 и 8, элемент И 9, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11, RS-триггер 12, регистр 13 и 14.

Каждый формирователь 7 (8) импульсов содержит компаратор 15, D-триггер 16, источник 17 логической единицы, D-триггер 18, элемент И 19.

На выходах элементов И 3 и 4 (фиг. 2а, б) образуются две последовательности импульсов с частотами fi h у (где f0 частота импульсов на выходе генератора 1) соответственно, сдвинутые друг относи- тельно друга на половину периода.

Формирователи 7 и 8 импульсов формируют на своих выходах импульсы, синхронизированные с частотой fa, поступающей на вторые синхронизирующие входы формиро- вателя 7 и 8, в момент положительного перехода через нуль напряжения на информационных входах формирователей 7 и 8.

На временных диаграммах (фиг. 2) изображены следующие сигналы: выход схемы И 3 (а); выход схемы И 4 (б); выход опорного формирователя 7 импульсов (в), прямой выход RS-триггера 12 (г); выход схемы И 6 (д).

Преобразователь работает следующим образом.

Гармоническое напряжение, вырабатываемое генератором 10 опорного напряже- ния, питает фазовращатель 11. На его выходе имеется сигнальное напряжение, фаза которого пропорциональная углу пово- рота вала фазовращателя 11. Опорное напряжение с генератора 10 и сигнальное напряжение с фазовращателя 11 подаются на формирователи 7 и 8 импульсов, каждый из которых в момент положительного перехода через нуль входного напряжения на выходе формирует импульс. Импульс, выработанный формирователем 7 (фиг. 2в), устанавливает счетчик 5 и RS-триггер 12 в нулевое состояние. Счетчик 5 равномерно заполняется импульсами частотой f 1 от нуля до максимального значения. В момент появления на выходе формирователя 8 импульса, действующего на управляющий вход

регистра 13, в счетчике 5 имеется код, характеризующий угол поворота вала фазовращателя 11. Этот код и записывается в регистр 13 через его информационные входы с помощью импульса с формирователя 8. В момент установки RS-триггера 12 в нулевое состояние его нулевой выход открывает элементы И 6 и 9. На единичном выходе RS- триггера 12 (фиг. 2г) имеется логический О, который запрещает съем информации с регистра 14. Этот момент является подготовительным к перезаписи информации с регистра 14. По приходе ближайшего импульса частоты fi на выходе элемента И 6 появляется импульс (фиг. 2д), который действует на управляющий вход регистра 14. В этот момент код, записанный в регистр 13, перезаписывает в регистр 14 через его информационные входы. Ближайшим импульсом частоты f2 через элемент И 9 RS- триггер 12 устанавливается в единичное состояние и элементы И 6 и 9 закрываются. Логическая 1 на выходе RS-триггера 12 разрешает сьем информации с регистра 14. Принцип формирования сигналов на выходе элемента И 6 и RS-триггера 12 поясняется приведенной временной диаграммой (фиг. 2).

При единичном состоянии RS-триггера 12 съем информации с преобразователя в цифровые вычислительные комплексы разрешается, при нулевом состоянии съем информации запрещается, так как в этот момент происходит перезапись информации значения угла поворота вала фазовращателя 11 из регистра 13 в регистр 14. Исходно оба триггера 16 и 18 находятся в нулевом состоянии. Синусоидальное напряжение подается через информационный вход формирователя на компаратор 15, фиксирующее момент перехода через нуль от отрицательной к положительной полуволне и наоборот. На выходе порогового устройства образуется напряжение типа меандр, с тем же периодом, что и входное синусоидальное напряжение. Как только на синхро- низирующем входе D-триггера 16 появляется перепад из нуля в единицу, он сразу переводит его е состояние 1.

Поскольку прямой выход D-триггера 16 соединен с информационным входом D- триггера 18, то ближайший импульс частоты fi, который подается через первый синхронизирующий вход, опрокидывает D-триггер 18 в единицу. При этом с инверсного выхода D-триггера 18 подается потенциал нуля на вход R-установки в нуль D-триггера 16, в результате D-триггер 16 устанавливается в состояние нуля и в нем удерживается все

время, пока D-триггер 18 находится в единице. Опрокидывание в нуль D-триггера 16 приводит к появлению нулевого сигнала на информационном входе D-триггера 18 и последний очередным импульсом частоты FI устанавливается в нулевом состоянии.

Таким образом, устройство возвратится в исходное состояние.

Длительность положительного импульса на выходе D-триггера 18 равна одному периоду импульсов частотой fi. На выходе элемента И 19, присоединенного к D-тригге- ру 18, появляется один импульс частоты f2, поступающий через второй синхронизирующий вход. Генератор 1 импульсов может быть собран на микросхеме 133 Л A3, резонаторах и кварцевом резонаторе.

2 синхр. Вход

Фиг.2

Ьыход