Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1993 года по МПК H03M1/50 

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

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь угла поворота вала в код содержат фазовращатель 1, компараторы 2 и 3, элементы И 4 и 5, триггеры 6 и 7, элементы И 8-10.. блок 11 управления, источник 12 команд ы Пуск, реверсивный счетчик 13, триггеры 14 и 15, элементы И 16 и 17, элементы ИЛИ 18 и 19, триггеры 20 и 21, элементы И 22 и 23, реверсивный счетчик 24, элемент И 25, дифференцирующий элемент 26, элемент И 27, дифференцирующий элемент 28, элемент И 29, дифференци- рующий элемент 30, элемент И 31, дифференцирующий элемент 32, генератор 33 импульсов; Блок 11 управления содержит триггеры 34 и 35, счетчик 36, дешифратор 36, дешифратор 37, элемент И 38.

Преобразователь работает следующим образом.

Фазовращатель 1 формирует два синусоидальных сигнала, сдвиг по фазе которых пропорционален измеряемому углу поворо- та. Компаратор 2 формирует последовательность старт-импульсов, а компаратор 2 формирует последовательность стоп-импульсов. По приходу команды ПУСК от источника 12 триггеры 34 и 35 устанавливаются в состояние 1, элементы И 4 и И 5 открываются. Первый старт или стоп- импульс, прошедший через элементы И 4 или 5 устанавливают соответствующий триггер 6 или 7 в состояние 1, открывая эле- менты И 8, И 23, И 25 или элементы И 9, И 22, И 29. Импульсы с генератора 33 поступают на входы сложения или вычитания реверсивного счетчика 13. Если число импульсов в первой пачке превысит величину, соответ- ствующую половине периода между соседними старт-импульсами, срабатывает дешифратор 37 и выходной сигнал с элемента И 38 устанавливает триггеры 6, 7 и ревер- сивный счетчик 13 в состояние 0. Следующая пачка импульсов будет обязательно меньше половины периода между соседними старт-импульсами. Если цикл преобразования начался с короткой пачки от старт-импульса, то триггеры 14 и 20 уста- навливаются в состояние 1 по переднему фронту выходного сигнала с элемента И 8. Импульсы с генератора 33 поступают через открытый элемент И 25 на вход сложения реверсивного счетчика 13.

По приходу стоп-импульса триггер 7 устанавливается в состояние 1, элементы И 8, И 23 и И 25 закрываются, открывается элемент И 10, триггеры 6, 7, 34 устанавливаются в состояние 0, а триггер 15 - в состояние 1, открывается элемент И 16, и импульсы с генератора 33 поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 13, емкость которого равна отношению частот генератора 33 и старт-импульсов. Переполнение реверсивного счетчика 13 не проходит через закрытый элемент И 22 на вход реверсивного счетчика 24. По приходу старт-импульса триггер 6 устанавливается в состояние 1, открываются элементы И 8, И 23, И 25, триггер 15 устанавливается в состояние О, в счетчик 36 добавляется 1, а на вход сложения реверсивного счетчика 13 поступают импульсы с генератора 33 через открытый элемент И 25. Импульсы переполнения реверсивного счетчика 13 поступают на вход сложения реверсивного счетчика 24 через открытый элемент И 23.

Триггер 20 и элементы 26-28 предназначены для формирования импульсов переполнения при подсчете длинных пачек от стоп- до старт-импульсов. Вычитание этих пачек должно быть эквивалентно сложению коротких пачек от старт-до стоп-импульсов. Длинные пачки являются дополнением коротких пачек до полной емкости реверсивного счетчика 13. Если при вычитании длинной пачки происходит переполнение реверсивного счетчика 13, то при эквивалентном сложении короткой пачки переполнения нет. Поэтому переполнение реверсивного счетчика 13 при вычитании длинных пачек не проходит через закрытый элемент И 22 на вход вычитания реверсивного счетчика 24. Если при вычитании длинной пачки нет переполнения реверсивного счетчика 13, то при эквивалентном сложении короткой пачки от старт- до стоп-импульса должно быть переполнение и поэтому его надо сформировать. По заднему фронту выходного сигнала элемента И 8, сформированному дифференцирующим элементом 26, триггер 20 устанавливается в состояние 1. Сигналом переполнения реверсивного счетчика 13 триггер 20 сбрасывается в 0. Поскольку в этот момент элемент И 27 закрыт, то на вход реверсивного счетчика 24 сигнала не поступит. Если переполнения при подсчете длинной пачки не было, то передним фронтом выходного сигнала элемента И 8 триггер 20 сбрасывается в 0, а на вход сложения реверсивного счетчика 24 поступает импульс с выхода элемента И 27. Аналогичный импульс на выходе элемента И

27 сформируется при сбросе в 0 триггера 20 выходным сигналом триггера 14,

За один цикл преобразования изменение временного интервала между старт- и стоп-импульсами не должно превысить половину периода между старт-импульсами. Это одно из условий нормального функционирования преобразователя. Если формируется подряд два стоп-импульса, это значит, что в фазовращателе 1 произошел переход через границу полюсного деления в сторону уменьшения угла. По приходу второго стоп-импульса на выходе элемента И 9 формируется сигнал, триггер 14 устанавливается в 0. Импульсы с генератора 33 поступают через открытый элемент И 29 на вход вычитания реверсивного счетчика 13, а импульсы переполнения при вычитании поступают на вход реверсивного счетчика 24 через открытый элемент И 22. По приходу старт-импульса триггер 6 устанавливается в состояние 1, элемент И 9, И 22 и И 29 закрываются, открывается элемент И 10, триггеры 6 и 7 устанавливаются в 0, а триггер 15 - в состояние 1. Импульсы с генератора 33 поступают на вход сложения реверсивного счетчика 13 через открытый элемент И 17 до прихода очередного стоп-импульса.

Триггер 21 и элементы 30, 31 и 32 предназначены для формирования импульсов переполнения при подсчете длинных пачек от старт- до стоп-импульсов. Их работа аналогична работе триггера 20 и элементов 26, 27, 28. Импульсы на выходе элемента И 31 формируются только тогда, когда при подсчете длинной пачки от старт-импульса до стоп-импульса не было переполнения реверсивного счетчика 13 и триггер 21 не установился в 0. Тогда по переднему фронту сигнала с элемента И 9 триггер 21 устанавливается в 0, открывается элемент И 31 и его выходной сигнал поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 24.

Установка триггера 14 в 1в цикле преобразования происходит тогда, когда формируются подряд два старт-импульса. Причиной этого является переход через границу полюсного деления фазовращателя 1 в сторону увеличения угла.

Триггер 15 устанавливается в 1 выходным сигналом элемента И 10 и сбрасывается в О выходными сигналами элементов И 8 и И 9. Число срабатываний триггера 15 подсчитывается счетчиком 36, при переполнении которого триггер 35 сбрасывается в О, элементы И 4 и И 5 закрываются, цикл преобразования заканчивается.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы

которого через компараторы подключены к первому и второму элементам И, выходы элементов И подключены к единичным входам соответствующих триггеров, единичный выход первого триггера и нулевой выход второго триггера подключены к третьему элементу И, единичный выход второго триггера и нулевой выход первого триггера подключены к четвертому элементу И, еди0 ничные выходы первого и второго триггеров подключены к пятому элементу И, выход которого подключён к нулевым входам первого и второго триггеров и первому входу блока управления, второй вход которого со5 единен с источником команды Пуск, а третий вход - с первым выходом реверсивного счетчика, первый выход блока управления подключен к управляющим входам первого и второго элементов И, а второй выход - к

0 нулевым входам реверсивного счетчика, первого и второго триггеров, генератор импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены четыре дополнительных

5 триггера, восемь дополнительных элементов И, два элемента ИЛИ, четыре дифференцирующих элемента и дополнительный реверсивный счетчик, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к уста0 новочным входам первого дополнительного триггера и нулевому входу второго дополнительного триггера, один выход которого подключен к первым входам первого и второго дополнительных элементов И, вторые

5 входы которых соединены с выходами первого дополнительного триггера, а выходы через первый и второй элементы ИЛИ подключены соответственно к входам вычитания и сложения реверсивного счетчика,

0 второй и третий выходы реверсивного счетчика подключены к нулевым входам третьего и четвертого дополнительных триггеров и через третий и четвертый дополнительные элементы И подключены к входам вычита5 ния и сложения дополнительного реверсивного счетчика, выход третьего элемента И подключен к управляющим входам четвертого и пятого дополнительных элементов И и входу первого дифференцирующего эле0 мента, один выход которого подключен к единичному входу третьего дополнительного триггера, а другой выход - к нулевому входу третьего дополнительного триггера и одному входу шестого дополнительного эле5 мента И, другой вход которого через второй дифференцирующий элемент соединен с . выходом третьего дополнительного триггера, выход четвертого элемента И подключен к управляющим входам третьего и седьмого дополнительных элементов И и входу третьего дифференцирующего элемента, один выход которого подключен к единичному входу четвертого дополнительного триггера, а другой выход - к нулевому входу этого триггера и к одному входу восьмого дополнительного элемента И, другой вход которого через четвертый дифференцирующий элемент соединен с выходом четвертого дополнительного триггера, выходы пятого и седьмого дополнительных элементов И под- ключены соответственно к второму и первому элементам ИЛИ, выходы шестого и восьмого дополнительных элементов И под

ключены к входам сложения и вычитания дополнительного реверсивного счетчика, выход пятого элемента И подключен к единичному входу второго дополнительного триггера, другой выход которого подключен к четвертому входу блока управления, генератор импульсов подключен к входам пятого и седьмого дополнительных элементов И и третьим входам первого и второго дополнительных элементов И, а выходы первого дополнительного триггера подключены к нулевым входам соответственно третьего и четвертого дополнительных триггеров.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Преобразователь содержит фазо вращатель 1, компараторы 2 и 3, элементы И 4 и 5, триггеры 6 и 7, элементы И 8-10, блок 11 управления, источник 12 команды Пуск, реверсивный счетчик 13, триггеры 1.4 и 15, элементы И 16 и 17, элементы ИЛИ 18 и 19, триггеры 20 и 21, элементы И 22 и 23, реверсивный счетчик 24, элемент И 25, дифференцирующие элементы 26, 28, 30 и 32, элементы И 27, 29 и 31 и генератор 33 импульсов. Преобразователь подсчитывает импульсы генератора 33 скважностью 2 в течение всех временных интервалов, а старт- и стоп-импульсы производят только коммутацию поступления этих импульсов на вход реверсивного счетчика. Это эквивалентно увеличению вдвое количества суммируемых временных интервалов при том же времени измерения. 1 ил. fe

Ґ