ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА Советский патент 1973 года по МПК H03M1/64 G06G7/22 

1 ;

Изобретение относится к анало О-цифровьтм преобразователям, обеспечивающим связь цифровых вычислительных машин (ЦВЛ1) с датчиками информации. Для унификации датчиков целесообразно использовать синуснокосинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ) в качестве единого источника информации для аналоговых систем и ЦВМ. СКВТ использу1рт в дистанционных передачах вместо сельсинов и потенциометров, и тем самым повышают точность передачи информации.

. Применение СКВТ в качестве датчика для аналого-цифрового преобразователя требует кодирования напряжений СКВТ с учетом получения результирующего двоичного кода, прЪпорциона.п ьного углу поворота и его синусНО-КОСИНуСНЫМ функциям;

Известные устройства обеспечивают лищь раздельное преобразование этих зависимостей, а их соединение для расщирения возможностей преобразователя значительно увеличивает объем оборудования уЬтройства ввода-вывода ЦВМ. С другой стороны вычисление синусно-косинусных функций от преобразованного аргумента в составе ЦВМ при большом числе каналов снижает производительность ЦВМ.

Цель изобретения - повыщение точности работы (Преобразователя.

Это достигается тем, что в преобразователь введены преобразователь код - напряжение в функции тангенса половинного угла, соединенный с регистром управления, и суммирующий усилитель, один из выходов которого связан с коммутато{1ом октантов непосредственно, а второй - через преобразователь . код - напряжение в функции тангенса половинного угла, а выход - с одним из входов 0 преобразователя напряжение - код, вход регистра управления преобразователя код-напряжение в функции тангенса половинного угла соединен с выходом распределителя тактовых сигналов и с выходом сравнивающего, устройства преобразователя напряжение - код.

На чертеже показана блок-схема преобразователя.

В схеме использована зависимость, содержащая идентичные составляющие, Необходимые для преобразования угла поворота СКВТ и его сипусно-косинусных функций. В основе зависимости лежит, известное cooTnonieiine, реализуемое в линейных вращающихся трансформаторах

n-Alna

0)

АГа,

1 + М СОЗ а

Для представлепия константы в зиа.мснате30 ле зависимости использовано соотношснне cos a + sin - tg-- 1, cos + sin 51-tg-Ч-. W COsa S/Ca, (3) ( «2) COS a + uj sin a-tg a, --.. Заменяя значение угла a кодовым эквивалентом e;v В функциях, воспроизводимых при управлении кодом, получаем sin аQ .-0 (Й1+аа) COS а 4-в« Sin at-tg-gДля кодирования сивусно-косинусных функций СКВТ необходимо воспроизвести эависимость-копстан1;у, обеспечивающую постоямпое по амплитуде опорное напряжение в компенсационной цепи преобразователя. Такая занисимос -ь диалогична показанной в i;.()i;:;c; :- (2). В этом случае для кодирова ня функций составляются соотношения COS я + sill a-tg- COS а cos а -)- Slno(-tg-2 Соотношения (3, 4, 5) ностроены на одной основе, что определяет возможность их реализации па единой структурной схеме. Схема содержит входной коммутатор //сииусно-косинусный вращающийся трансформатор СКВТ 2, адресное устройство ЦВМ 3, инвертирующие усилители- и 5/коммутатор 6 октантов, регистр 7 октантов, распределитель 5 тактовых сигналов, фазирующий формирователь 9, преобразователь /(3 напряжение - код, сравнивающее устройство //, преобразователь /J, код-напряжение, регистр /5 управления, суммирующий усилитель 14, преобразователь 15 код - напряжение в функции тангенса половинного угла, регистр 6 управления и регистр /7 хранения кода. Зависимость (J) обеспечивает высокую точ.ность (выше 0,Г%) :прнближен ня .к линейной в диапазепе угла лозсрота СКВТ О-60°. Для рчспространемня этай зависимости ва полный диапазон изменения yi/ia паворота 0-360° следует учитывать, что наличие двух напряжений СКВТ дает возможность разделения полного диапазона на восемь участков по ,45° каждый. Синуское и косинуснсе наяряження от СКВТ поступают на инвертирующие усилители, по два в цепи передачи каждого напряжеггия. Это позволяет в любой момент времени независимо от угла поворота получ 1ть пря.мые и обратные фазы напряжепий СКВТ. Отсюда следует, что зависимость () может быть использовапа в пределах октанта без изменения знаков функций, так как для реализации .можно выбрать необходи.мые фазы синусного и косинусного напряжений. Практически это означает, что режим работы устройства приводится к первому квадранту (0-90°). Естесгвенно, что в первой его части используется указанная зависимость, а во второй, после 45°, синусная и косинусные функции меняются местами. Известно, что синусно-косинусные напряжения СКВТ несут шгформацию о значении фазы и отношении амплитуд. Известно также, что напряжения равны по модулю на углах 45, 135, 225 и 316° вследствие высокой идентичности обмоток, а поворот фаз синусного и косинусного напряжений происходит на углах О, 180 и 90, 270 соответственно, вследств.ме высокой точности взаимного размещения обмоток на статоре СКВ Г. Эти особенности СКВТ позволяют определить значение октанта в разомкнутой схеме преобразователя при использовании только сравнивающего устройства Л, Для этого к сравнивающему устройству поочередно подт ключаются синусные, косинусные, а затем ооа 1 апряжеяия, выоранные по фазе. Ьсли сипусное напряжение имеет прямую фазу, то к сравнивающему устройству подводя1- положительный почупериод, а если обрат ную--отрицательный полупериод. У та опера ция при использовании синхронизации от сети однозначно дает возможность установить значение старшего разряда «п кодируемого угла. 1о же салое происходит при подключении косинусного напряжения. Это позволяет определить следующей за старшим разряд а„ - 1, так как косинусное напряжение изменяет фазу на углах w и 2/U. 1адлучение двух старших разрядов определяет люоой из квадрантов кодируемого угла. Ьсли синусное напряжение меньше косинусного при сравнении их по модулю, то кодируемый угол находится в первой половине квадранта, если больше - во второй. Таким обраЗОА1, можно найти третий из старших разрядов ип - 2 и установить в целом трехразрядный код, пропорциональный октанту угла поворота.. Последующее преобразование происходит в замкнутой схеме преобразователя напряжение-кол. Структура такого преобразователя с обратной связью с поразрядным уравновещиванием известна. .Она состоит из сравнивающего устройства и преобразователя 12 код - напряжение, выполняющего функцию элемента обратной связи в компенсационной схе.ме. После замыкания цепи обратной .связи по результату определения октанта к сравнивающему устройству непосредственно и через преобразователь 15 код-напряжение в функции тангенса половинного угла подводят такие по фазе напряжения, которые обеспечивают сохранение знаков функций в соотношениях (3), (4) и (5). . Последовательность работы устройства для кодирования непосредственно угла поворота СКВТ обусловлена построением схемы преобразователя в соответствии с исходным соотношением (1). Предмет изобретения Функциональный преобразователь угла поворота в двоичный код, содержащий входной коммутатор, соединенный с синусно-косинусцыми вращающимися трансформаторами и адресным устройством, коммутатор октантов, одни входы которого соединены через инвертирующие усилители с выходами входного коммутатора, другие входы с регистром октантов и через распределитель тактовых сигналов с фазирующим формирователем, преобразователь напряжение - код с последовательно соединенными сравнивающим устройCTBOAf и преобразователем код - напряжение. соедннениым с регистром управления, едки, из входов которого соединен с выходом сравнивающего устройства, первый вход сравнивающего устройства соединен с выходом коммутатора октантов, второй вход - с выходом распределителя тактовых сигналов и с одним из входов регистра октантов, выход сравнива,ющего устройства соединен с другим входом регистра октантов, выход регистоа управления преобразователя напряжение - код соединен с одним из входов регистра хранения кода, другой вход которого соединен с выхо-. дом регистра октантов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены преобразователь код - напряжение в функции тангенса половинного угла, соединенный с регистром управления, и суммирующий усилитель, один из входов которого соединен с коммутатором октантов непосредственно, а второй - через преобразователь код - напряжение .в фуик- . ции тангенса половинного угла, а выход - с одним из входов преобразователя напряжение - код, вход регистра управления преобразователя код - напряжение в функции тангенса половинного угла соединен с выходом распределителя тактовых сигналов и с выходом сравнивающего уст1ройства преобразователя напряжение - код.