ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В КОД Советский патент 1972 года по МПК H03M1/64 H03M1/50 

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны преобразователи угла поворота синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) в цифровой код с промежуточным преобразованием во временной интервал посредством одинарной или двойной фазосдвигающей цепи на выходе СКВТ. Однако в таких устройствах время кодирования принципиально не может быть меньше периода изменения питающего СКВТ напряжения.

В предлагаемом преобразователе, с целью сокращения времени кодирования угла поворота СКВТ, подсчет синхронизирующих импульсов производится счетчиком за интервал времени от момента перехода через нуль опорного синусоидального напряжения, питающего СКВТ, до момента перехода через нуль ближайшего во времени из двух синусоидальных напряжений, снимаемых с выходов двойной / С-цепи. Одно из этих напряжений отстает, а другое опережает по фазе опорное напряжение на угол, пропорциональный углу поворота СКВТ.

Если ближайшим во времени окажется напряжение, отстающее по фазе от опорного, то код, пропорциональный углу поворота СКВТ, определяется количеством импульсов, подсчитанных счетчиком; в противном случае код определяется числом, дополняющим количеСтво сосчитанных импульсов до максимального значения. На чертеже приведена схема предлагаемого преобразователя. Схема состоит из СКВТ-датчика /, двойной фазосдвигающей цепи 2, амплитудных компараторов 3, 4 и 5, логической схемы «ИЛИ 6, логического вентиля 7, триггера 8 с раздельными входами, схемы 9 задержки, двоичного счетчика 10, дифференцирующей цепочки 11, логической схемы 12 совпадения «И и схемы 13 преобразования кода.

Если к статорным обмоткам СКВТ подключить двойную КС-цепочку так, как показано па чертеже, и подать на СКВТ напряжение

f/o TO-sin(o,(I)

то при выполнении условия на выходах двойной фазосдвигающей цепи 2 образуются напряжения Ui и Uz, равные

wf-Q-{- -

,Ш„

(2)

и, ш

ев г 4-0 --

где 6 - угол поворота ротора СКВТ,

k - постояйный коэффициент, характеризующий свойства СКВТ. Для того, чтобы избавиться в формуле достаточно перенести начало отсчета угла на величину+ --. Тогда в новой системе отсчета ротор СКВТ окажется повернутым на угол 6. Подставив значение Ч в уравнение (2), окончательно получим: и, Ш sin ( - } U (t + } Из формул (1) и (3) следует, что временной интервал между переходами через нуль напряжений t/o и Ui численно равен величине1 - 1 а временной интервал между переходами через нуль напряжений f/o и /2 - величине .. .(5) Из формул (4) и (5) следует, что - 2 при - т, при тг Ч- 2 NC /С. И. - /С. И. : fc. И. fc.H. ( где fc.и -частота синхронизирующих импульсов. f - частота опорного напряжения. fc.H. Ломаке , где ломаке - КОЛИУчитывая, что чество импульсов, подсчитанных счетчиком за период изменения опорного напряжения LJo, уравнения (8) можно представить в виде: kW при , Т2 л/л/ - макс. ш - г, W ппи - : т макс - с - Г1 - Ф Из уравнений (9) следует, что в преобразователе кодируемый угол пропорционален количеству импульсов в счетчике при () и его дополнению до максимального значения при (я Ч2я). Следовательно, для того, чтобы получить код, пропорциональный угловому положению вала во всем диапазоне изменения W, необходимо, кроме информации со счетчика, иметь еще признак того, какой из двух интервалов TI и Т2 меньше во времени. Для выработки такого признака в преобразователе выход компаратора 4 через элемент задержки подключен ко входу схемы «И. Другой вход схемы «И соединен через дифференцирующую цепочку с нулевым выходом триггера. Признак формируется на выходе схемы «И и посту(6) У Поскольку величина - составляет половину периода изменения опорного напряжений, то кодируя временной интервал ti при и временной интервал Гг- при , можно вдвое сократить время преобразования следующим образом. При переходе через нуль опорного напряжения t/o на выходе компаратора формируется импульс, отпирающий посредством триггера вентиль, через который в счетчик начинают поступать синхронизирующие импульсы до тех пор, пока значение одно из напряжений И или t/2 не перейдет через нуль и соответственно образующийся на выходе компаратора 3 или 4 импульс через логическую схему «ИЛИ и триггер не запрет вентиль. Таким образом, если обозначить через tc время, в течение которого открыт вентиль, то tc 1 при TI , } t, t при , J Причем, всегда 2 - (см. формулу (6). Количество импульсов, которое сосчитает счетчик за время tc, равно .и.с, или, учитывая формулу (7), а также формулы (4) и (5) /с. и. Ч ilpn т, пает на схему преобразования кода. Причем, если (первым во времени переходит через нуль напряжение t/i), то на выходе схемы , если же (первым переходит через нуль напряжение /72), -«1. Схема преобразования кода формирует код, соответствующий числу импульсов в счетчике, если признак равен «О, и его дополнению до максимального значения, если признак равен «1. где п - целое положительное число, то с двоичного счетчика сразу можно получить значение угла W в диапазоне от О до 2п, считывая прямой код при нулевом сигнале на выходе схемы «И и обратный код при сигнале - 1. Предмет изобретения Преобразователь угла поворота в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого через двойную фазовращающую цепь, амплитудные компараторы и схему «ИЛИ соединены с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом другого амплитудного компаратора, а выходы триггера подключены соответственно к дифференцирующей цепочке и через вентиль - к счетчику, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия,

в него введены последовательно соединенные схема задержки, схема «И и преобразователь «код-код, соединенный со счетчиком, второй

вход схемы «И соединен с выходом дифференцирующей цепочки, а вход схемы задержки соединен с выходом второго компаратора.

Устанобка I yл 1