АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1972 года по МПК H03M1/64 H03M1/06 G01P13/00 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах управления с цифровой обработкой информации.

Известен аналого-цифровой преобразователь углового положения в двоичный код, содержащий фазовращатель, блок формирования синусоидального напряжения для питания фазовращателя, генератор импульсов, нересчетную схему, формирователь фазового имнульса и схему считывания, состоящую из схем совпадения.

Один такой преобразователь не может формировать сигналы при единичном угловом перемещении. На практике же часто возникает необходимость иметь цифровую информацию с фиксированной дискретностью величине углового перемещения, например, для выработки элементов движения. В таких случаях необходимо с определенной частотой осуществлять преобразование угол-код, вычислять величину приращения кода относительно значения, хранящегося в вычислительном устройстве, и прн достижении величины приращения кода, равной дискретности фиксирования углового перемещения, формировать сигнал. При этом перегружено вычислительное устройство, а время преобразования и вычисления обусловливает дополнительную динамическую ошибку.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя, т. е. непосредственная выработка импульсного сигнала на каждое единичное угловое перемещение, равное дискретности фиксирования, разгрузка вычислительного устройства и уменьщение динамической ошибки преобразования. Эта цель достигается введением в схему преобразователя дешифратора, схемы «ИЛИ,

триггеров и схем «И. При этом входы дешифратора соединены с выходами пересчетной схемы и формирователя фазового импульса, а выходы подключены к входам первого триггера и трех схем «И, вторые входы

которых соединены с соответствующими выходами первого и второго триггеров. Выходы первых двух схем «И подключены ко входам второго триггера и через схему «ИЛИ к счетному входу третьего триггера, выход третьей

схемы «И подключен ко входам первого и третьего триггера и четвертой схемы «И, второй вход которой соединен с выходом третьего триггера, а выход подключен ко входам пятой и шестой схем «И, вторые входы которых

соединены с выходами второго триггера, а выходы - с выходами устройства.

На чертеже дана блок-схема преобразователя. 3 счетчик, вход которого соединен с выходами генератора импульсов 2, а выходы подключены ко входам схемы считывания 5, дешифратора 4 и блока формирования синусоидального напряжения 5, питающего фазовращатель5 6. Формирователь фазового импульса 7 предназначен для фиксирования фазы синусоидального напряжения, поступающего на вход с выхода фазовращателя 6. Выход формирователя фазового импульса подключен к одно-ю му из входов дешифратора 4, предназначенного для расшифровки состояний разрядов пересчетнсй схемы Л подключенных к его входам. Разряды пересчетной схемы /, выходы которых подключены ко входам дешифрато-15 ра 4, определяются дискретностью фиксирования углового вращения и ценой оборота ротора фазовращателя &. Выходы дешифратора 4 подключены к единичному входу первого триггера S и ко вхо-20 дам схед «И 9-11. Выходы первых двух схем «И подключены ко входам второго триггера 12 и через схему «ИЛИ 13 к счетному входу третьего триггера 14. Выход третьей схемы «И 11 подключен ко входам триг-25 геров S и /4 и ко входу четвертой схемы 15. Триггеры 8 и 12 предпазначены для выработки одиночных импульсов на выходах соответствующих схем «И 11, 9 и 10 при поступлении на их входы непрерывных после-зо довательностей импульсов с выходом дешифратора 4. Триггер 14 служит для выработки на выходе схемы «И 15 импульса, фиксирующего перемещение ротора фазовращателя 6 только35 после поступления на счетной вход триггера двух импульсов, что соответствует величине перемещения ротора, равной дискретности фиксирования, т. е. единичному перемещению. Триггер 14 исключает ложные сигналы о вра-40 щении ротора фазовращателя 6 при его кача,ниях с амплитудой, не превыщающей величины дискретнЬсти фиксирования его перемещения. Пятая и шестая схемы «И 16, 17, входы45 ; которых соединены с выходами четвертой схемы «И 15, совместно с триггером 12 предназначены для разделения сигнальных импульсов по направлению вращения. Преобразователь работает следующим об-50 разом, Генератор импульсов 2 вырабатывает имрульсы частоты f, которые поступают на вход пересчетной схемы 1, осуществляющей деление входной частоты на 2. При этом каждое55 из 2 состояний разрядов схемы периодически повторяется с частотой //2. Выходное напряжение частоты //2, синхронизированное по фазе с входными сигналами блока формирования синусоидального напряжения 5, посту-60 пает на вход фазовращателя 6. Импульсы с выхода формирователя фазового импульса 7, 4 падают с одним из 2 состояний разрядов пересчетной схемы 1. Так как фаза импульсов пропорциональна угловому положению ротора фазовращателя 6, значение кода на выходе схемы считывания пропорционально угловому положению ротора. Кроме того, импульсы фазы с выхода формирователя 7 поступают на вход дешифратора 4. Эти импульсы совпадают с одним из четырех состояний разрядов пересчетной схемы 1, выходы которых цодключены ко входам дешифратора 4. При вращении ротора фазовращателя 6 имеет место последовательное чередование зон углового положения ротора, в которых импульсы с выхода формирователя 7 совпадают с состояниями разрядов пересчетной схемы 1, подключанных ко входам дешифратора 4 (00, 01, 10, 11, 00 при вращении в одну сторону или 00, И, 10, 01, 00 при вращении в другую сторону). Когда ротор фазовращателя 6 находится в зоне и импульс фазы совпадает с состоянием 00 разрядов пересчетной схемы, подключенных ко входам дешифратора 4, импульсы с выхода дешифратора поступают на вход третьей схемы «И } 1. В этом положении первый и третий триггеры 8 н 14 находятся в нулевом состоянии. При повороте ротора фазовращателя на угол 360°/2 он занимает положение в следующей .зоне, и импульсы фазы начинают совпадать с состоянием 01 (11) разрядов пересчетной схемы, подключенных к дешифратору 4, импульсы с выхода дещифратора поступают на вход первой (второй) схемы «И 9 (10). Первым импульсом с выхода схемы «И 9(10) второй триггер 12 устанавливается в нулевое (единичное) состояние, а остальные импульсы на выход схемы «И 9 (10) не проходят. Выделенный первый импульс через схему объединения 13 поступает на счетный вход третьего триггера 14 и устанавливает его в единичное состояние. При повороте ротора фазовращателя еще па угол 36072 импульс фазы начинает совпадать с состоянием 10 разрядов, подключенных к дешифратору, и импульсы с выхода дешифратора поступают на единичный вход первого триггера 8. Первый импульс устанавливает его в единичное состояние. При дальнейшем повороте ротора фазовращателя на угол ЗбО°/2 импульсы фазы начинают совпадать с состоянием 11 (01) указанных разрядов пересчетной схемы, и импульсы с выхода дешифратора поступают на вход второй (первой) схемы «И 10 (9). Выделенный импульс с выхода этой схемы «И устанавливает второй триггер 12 в единичное (нулевое) состояние и через схему «ИЛИ 13 по счетному входу устанавливает в нулевое состояние третий триггер. При дальнейшем повороте ротора фазовра