СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИНУС-КОСИНУСНЫХ СИГНАЛОВ Советский патент 1971 года по МПК H03M1/64 G01B7/30 H03C3/00 

Изобретение относится к способам преобразования сигналов растрового датчика и может быть использовано в устройствах для точного отсчета угловых и линейных перемещений в системах программного управления станками, в системах навигации, в метрологии и т. д.

Известны способы отсчета линейных и угловых перемещений с растровыми датчиками, в которых входные сигналы вида sin 0 и cos в подаются с соответствующими опорными сигналами sinco/ и costo/ на сумматоры, в которых сигналы вычитаются, а затем разностные сигналы умножаются в умножителе и фильтруются.

В этой системе точность зависит от формы не только входных сигналов, но и опорных.

Цель изобретения - упрощение процесса преобразования и повыщение точности.

Это достигается тем, что синусными и косинусными сигналами растрового датчика модулируют по амплитуде и фазе соответствующие сигналы несущей частоты, сдвинутые по фазе на четверть периода с последующим суммированием и фильтрацией несущей частоты.

Форма сигналов несущей частоты может быть импульсной, а также синусоидальной или пилообразной при условии, что их амплитуда имеет достаточную величину.

Сигналы на выходе сумматора описываются уравнением;

6сум - Sinx Ui (/) +COSX U2(t),

где X - измеряемое перемещение, U(t), f/oCO-сигналы несущей частоты вида U,(t

1 приГ„ Г + /г

О при Т ()

U2(i) 3

/ 1

1 при Г (+,г)( -; +2/г

I -

V 4

о при 7 f4 + « f4+2aV V 4/ 4у

где 2 - период сигнала несущей частоты,

/г -целое натуральное число (О, 1, 2...). После фильтра сигнал принимает вид:

{./,i,.4sin(),

-

где to 2nf - -несущая частота.

Таким образом, перемещению, равному одному шагу датчика, соответствует полный период изменения фазы сигнала несущей чагтоты на выходе фильтра. Блок-схема устройства, с помощью которого осуществляется описываемый способ, приведена на чертеже. Устройство содержит генератор 1 сигналов несущей частоты, амплитудно-фазовые модуляторы 2, сумматор 3 модулированных сигналов и полосовой фильтр 4. Сигналы растрового датчика вида sinx и и созл: (где х - отсчитываемое перемещение) подаются па амилитудно-фазовые модуляторы 2. На вторые входы амплитудно-фазовых модуляторов 2 поступают сигналы несущей частоты синусоидальной или прямоугольной формы, сдвинутые по фазе на четверть периода. Выходные сигналы, модулированные по амплитуде и фазе но закону входных сигналов, подаются на сумматор 3, где суммируются, а затем поступают па полосовой фильтр 4. Фаза сигнала несущей частоты определяется величиной перемещения х. Способ огличается простотой, точностью, не ограничен диапазоном измерения и может быть применен для любых датчиков с синускосинусными выходными сигналами. Предмет изобретения Способ преобразования синус-косинусных сигналов растрового датчика линейных и угловых перемещений в сигнал, сдвиг фазы которого пропорционален перемещению, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования, синусными и косинусными сигналами растрового датчика модулируют по амнлитуде и фазе соответствующие сигналы несущей частоты, сдвинутые по фазе на четверть периода, с последующим суммированием и фильтрацией несущей частоты.

COSX

COS)(-U2(f)