ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ Советский патент 2007 года по МПК G01L3/04 

Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам преобразования углового перемещения антенны РЛС.

Изобретение может быть использовано в радиолокации в системах преобразования азимутальной информации РЛС.

Недостатком системы является громоздкость и сложность ее из-за наличия электромеханических блоков, невысокие точность системы и надежность (вследствие искажений при передаче информации по линии связи и наличия редуктора), а также отсутствие выходных аналоговых сигналов (синусно-косинусных напряжений), необходимых для сопряжения с АСУ и другими РЛС.

Известны также системы преобразования углового перемещения, выполненные в виде цифроаналоговых следящих систем, например, по а.с. №572774. Эти системы содержат блоки формирования кода, преобразователи код-аналог, усилители, двигатели, редуктор, сельсины и вращающиеся трансформаторы обратной связи. Этим системам присущи те же недостатки, что и указанные выше.

Из известных систем преобразования углового перемещения наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система преобразования углового перемещения антенны радиолокационного комплекса 5Н69 блок А3М-04, Жг. 2.084.014 [1], содержащая блок датчиков, механически связанный с валом антенны, линию связи и последовательно соединенные блок управления, блок шагового двигателя, повторитель вращения и сервоусилитель.

Блок датчиков преобразует угловое перемещение вала антенны в азимутальную информацию в форме двух последовательностей импульсов: 2¹² импульсов (унитарный код) и один импульс (сигнал "Север") за оборот вала антенны, которые по линии связи передаются в блок управления. В качестве линии связи может быть радиолиния или кабель. Из этих импульсных последовательностей блок управления, состоящий из логических схем управления, распределителя импульсов и усилителя мощности, формирует сигналы управления для блока шагового двигателя. Блок шагового двигателя, состоящий из редуктора с шаговым двигателем и сельсинов, формирует напряжение синхронизации, которое подается на повторитель вращения. Повторитель вращения включает в себя редуктор, электродвигатель, сельсины обратной связи и сельсины-датчики. Сельсины обратной связи вырабатывают сигнал рассогласования, который поступает на сервоусилитель, где усиливается по напряжению и мощности и подается на электродвигатель повторителя вращения. Электродвигатель через редуктор приводит во вращение оси всех сельсинов. Сельсины-датчики вырабатывают аналоговые сигналы в виде синусно-косинусного напряжения для сопряжения с АСУ и другими РЛС.

Данная система обеспечивает возможность сопряжения с АСУ и другими РЛС, однако, наличие в системе электромеханических блоков усложняет ее, повышает ее весо-габаритные показатели, снижает возможности по точности и надежности. Точность снижается также вследствие возможных искажений информации в линии связи, при этом ошибка накапливается в течение оборота антенны, а устраняется с приходом сигнала "Север".

Целью настоящего изобретения является повышение точности преобразования и надежности системы, снижение весо-габаритных показателей.

Поставленная цель достигнута тем, что в систему, содержащую блок датчиков и линии связи, введены счетчик импульсов, дешифратор и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), причем первый и второй выходы блока датчиков соединены с первым и вторым входами счетчика и через линию связи - с первым и вторым входами ЦАП, третий, четвертый и пятый входы которого через линию связи соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами дешифратора, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и графическими материалами.

На фиг.1 и 2 представлены структурные схемы, соответственно, предложенной системы преобразования углового перемещения и прототипа, где обозначено:

1 - блок датчиков;

2 - счетчик импульсов;

3 - дешифратор;

4 - линия связи;

5 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);

6 - блок управления;

7 - блок шагового двигателя;

8 - повторитель вращения;

9 - сервоусилитель.

На фиг.3 представлен вариант структурной схемы ЦАП, где обозначено:

10 - счетчик;

11 - дешифратор;

12 - преобразователь код-напряжение (ПКН);

13 - преобразователь "ВТ-сельсин".

Предложенная система содержит блок датчиков 1, счетчик импульсов 2, дешифратор 3, линию связи 4 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5.

Счетчик импульсов 2 является двоичным счетчиком и может быть выполнен по схеме, приведенной в [2] стр.187 рис.3.1.29. Дешифратор 3 представляет собой логическую схему, определяющую по показанию двух старших разрядов счетчика 2 перемещение вала антенны из одного квадранта круга в другой и может быть выполнен аналогично схеме, приведенной в [2] стр.189 рис.3.1.49. В качестве линии связи 4 может быть использована как кабельная линия, так и радиоканал.

Вариант структурной схемы ЦАП 5, приведенной на фиг.3, содержит последовательно соединенные счетчик 10, дешифратор 11, преобразователь код-напряжение (ПКН) 12 и преобразователь "ВТ-сельсин" 13.

Счетчик 10 является двоичным, на первый вход которого поступает текущий унитарный код, а на второй, третий, четвертый и пятый входы поступают сигналы, соответствующие повороту вала антенны на 0° (импульс "Север"), на 90° (импульс "Восток"), на 180° (импульс "Юг") и на 270° (импульс "Запад"). Счетчик 10 может быть выполнен по схеме, приведенной в [2] стр.187 рис.3.1.29. Дешифратор 11 является логической схемой, выполненной на 3-х микросхемах типа 133 ИДЗ и может быть реализован, например по схеме, приведенной в [2] стр.188 рис.3.1.44. ПКН 12 состоит из ключей, резисторов и усилителей, в качестве ПКН может быть использована схема, приведенная в [3] (стр.30 фиг.4). Преобразователь "ВТ-сельсин" 13 выполнен на трансформаторах по схеме Скотта.

Система работает следующим образом:

при вращении вала антенны блок датчиков 1 преобразует угловое перемещение вала в дискретную информацию, представляющую собой две последовательности азимутальных импульсов:

один импульс (сигнал "Север") и унитарный код в виде 2ⁿ импульсов за каждый оборот вала антенны, где число n определено заданной точностью преобразования.

Эти сигналы поступают на вход счетчика импульсов 2 и через линию связи 4 на первый и второй входы ЦАП 5. Счетчик импульсов 2 вырабатывает азимутальный двоичный код, который дешифратором 3 преобразуется в три последовательности импульсов «Восток», «Юг», «Запад» по одному импульсу за оборот вала антенны. ЦАП 5 вырабатывает аналоговое синусно-косинусное напряжение, аналогичное напряжению синхронизации, вырабатываемому в прототипе сельсином-датчиком.

Импульсы "Восток", "ЮГ" и "Запад", поступающие с дешифратора 3 через линию связи 4 на третий, четвертый и пятый входы ЦАП 5, производят дополнительную коррекцию преобразования каждые четверть оборота вращения вала антенны, что позволяет повысить точность преобразования азимутальной информации в случае ее искажения в линии связи 4.

ЦАП 5 работает следующим образом.

Счетчик 10 из текущего унитарного кода и импульсов «Север», «Восток», «Юг», «Запад» формирует параллельный код, который поступает на вход дешифратора 11. Дешифратор 11 формирует управляющие сигналы для ПКН 12, который из этих сигналов и опорного напряжения формирует аналоговые напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота антенны. Аналоговые напряжения с выхода ПКН 12 поступают на преобразователь "ВТ-сельсин" 13, преобразующий двухфазное напряжение в трехфазное, аналогичное напряжению синхронизации сельсина-датчика.

Таким образом, введение в систему счетчика импульсов, дешифратора и ЦАП, соединенных указанным выше способом, позволило, по сравнению с прототипом, который является и базовым объектом, значительно снизить весо-габаритные показатели системы, а также повысить ее точность и надежность как за счет исключения громоздких, малонадежных и вносящих дополнительную угловую погрешность блоков, так и за счет введения дополнительной коррекции в преобразуемую информацию.

Источники информации

1. Техническое, описание радиолокационного комплекса 5Н69, блок А3М-04, Жг 2.084.014 часть IX - (прототип).

2. "Аналоговые и цифровые интегральные схемы" под ред. С.В. Якубовского, Москва: Советское радио, 1979 г.

3. "Электроника" № 22, Москва: Мир, 1970 г.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности, к устройствам преобразования углового перемещения антенны РЛС. Технический результат - упрощение преобразователя. Сущность изобретения состоит в том, что в преобразователь угла поворота вала в напряжение, содержащий датчик угла и линию связи, согласно изобретению, введен цифроаналоговый преобразователь, дешифратор и счетчик импульсов, выход которого соединен с входом дешифратора, выходы которого через линию связи соединены с первым, вторым и третьим входами цифроаналогового преобразователя, при этом выходы датчика угла соединены с входами счетчика импульсов и через линию связи - с четвертым и пятым входами цифроаналогового преобразователя. 3 ил.

Преобразователь угла поворота вала в напряжение, содержащий датчик угла, линию связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введен цифроаналоговый преобразователь, дешифратор и счетчик импульсов, выход которого соединен с входом дешифратора, выходы которого через линию связи соединены с первым, вторым и третьим входами цифроаналогового преобразователя, выходы датчика угла соединены с входами счетчика импульсов и через линию связи с четвертым и пятым входами цифроаналогового преобразователя.