КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА Советский патент 1973 года по МПК H03M1/64 H03M1/50 

1

Изоб:рете«ие относится к устройства, поЗволяющи м преобразовать угол .поворота вращающегося вала .в код, и может использоваться, наПример, в автоматических колтлексах, содержащих цифровые вычислительные машины.

Известны юреобразаватеди «угол-код, вьиполияющие лреобразоваиие угла поворота вала во временной интервал, заполняемый имлульсами стабилизироваиной частоты (преобразаватели с фазовращателями).

Однако известные преобразователи с фазовращателями имеют большую дйнамическую ощибку, обусловленную тем, что частота съема -информации, олвределяемая частотой питающего натряжения фазовращателя, невелика.

Целью .изабретения Я1вляется снижение динамической погреЩНости преобразования.

Сущность изобретения состоит в том, что в кодирующий преобразователь введены дополнителыный счетчик имтульсов, дополнительный клю-ч, блок суммирования и вычитаиия, схема управления, схема «ИЛИ, триггер со счет1ны.м Входом и генератор управляемой частоты. Первый вход дополнительного ключа соединен через генератор управляемой частоты с датчикам циклов, второй вход - с выходом триггера со счетным .входом, а выход - с входам даполнительного счетчика.

Выход схемы «ПЛИ соединен со счетным входом триггера; од}.и вход схемы «ИЛИ подключен ко второму выходу циклического преобразователя «угол- фаза-временной иитервал непосредственно, а другой вход - через схему управления, первый и второй выходы которой соед.ИНены с блоком су.м:мироваиия и вычитания, расположенным .на выходаос счетчиков.

На фит. 1 приведена функциональная схема кодирующего устройства для Преобразования угла поворота непрерывно вращающегося вала; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняю1щие принцип действия устройства.

Кодирующее устройство содержит цикл)1ческий преобразователь «угол-фаза-временной интервал /, Который состоит из фазовращателя 2 (ротор последнего связан с валом, угол поворота которого кодируется), блока 5 форМироваиия опорного .напряжеНИЯ Lon для питания фазовращателя 2, формирователя прямоугольных импульсов 4 из опорного напряжения Uon, формирователя прямоугольных импульсов 5 :ИЗ ВЫХОДНОГО

напряжения Е фазовращателя 2 и триггера б, управляющего ключом 7; генератор импульсов (5; счетЧИК импульсав 9; трИГгер 0 со счетным входом, управляющий дополнительным ключом //; дополнительный

счетчик 12, расположенный на выскоде дополнительного ключа 11; блок сулямировалия и вычитания 13, подключенный к выходам оснавиого 9 и допоЛНительного 12 очетч.кков, логическую схему «ИЛИ 14, включеиную на счетный вход триггера 10; генератор управляемой частоты 15, подключенлый к выходу датчика циклов 16, схему управления сложением (вычитанием) 17, ши1ну 18, по которой лодаются импульсы сброса, выра батываемые форМИрователёГм 4 в моменты перехода олорного настрджения через пуль; шину 19, по которой тоступают команды на считывайте. Частота следованИЯ и.мпульсов генератора /5 пропорциональна скорости вращения ,вала п и обратно лр01пор:циональна частоте « опорного напряжения.

Работает устройство следую;ЩН|М образо.м.

Исходное состояние триггеров счетчиков 9 vi 12, Si та1К1же триггеров 6 ,и 10 принято за нулевое; ключи 7 и 11 ра|3омкнуты и импульсы на счетчи.ки 9 и 12 не поступают.

При повороте ipOTOpa фа.зовращателя 2 изменяется фаза напряжения Е на его выходе (сдвиг фазы пропорцианален углу поворота ротора). В моменты перехода «апряжевий Uoii и Е через нуль (в моменты времени t, t-,, /ь И 4 - см. фиг. 2) формирователи 4 и 5 вырабатывают сигналы, изменяющие состояние триггера 6. В моменты ti и /з триггер 6 переходит В состояние, противоположное исходному. В эти .моменты на шине 18 появляются сигналы сброса, устанавливающие в исходное состояние триггер 10 и триггеры счетчиков 9 и 12. В моменты /2 « триггер 6 переводится в нулевое состояние. Следовательно, ключ 7 заМюнут IB течение интервалов и . и в это время на счетчик 9 поступают нмшульсы от генератора 5, а в остальное время |Клю;ч 7 разомкнут и вмлульсы на счетчик 9 не -поступают. Таким образом, набранное счетчиком 9 число N соответствует углу (р поворота вала в 1моменты врбме;нн tz и t.

В заданный .момент времени о -на шине 19 появляется сигнал на считывание, который проходит через схему «ИЛИ 14 на счетный вход триггера 10, -иэменяя состояние последнего.

Возможны два случая: сигнал на щине 9 поЯВляется в тот нрО)межуток вре1мени, «огда ключ разамкнут, и счетчик 9 не работает (например, в про-межутке t2-4 - ом. ф«г. 2, а), либо в промежутке, колда ключ 7 замкнут (например, (Впромежутке (-/2 - см. фиг. 2,6).

Случай / (фиг. 2, а). До момента времени tz устройство 1ра|ботает так, «ак было описано: три1ггер 6 находится в состоянии, противоположном исходному, 7 за/мкнут, и на счетчик 9 |П01Сту1нают Импульсы от генератора 8. В момент 4 ири переходе выходного напряжения фазовращателя через нуль формирователь 5 вырабатывает импульс, который возвращает триггер 6 в исходное состояние. Ключ 7 запирается. Набранное счетчиком 9 число Л соответствует углу поворота ротора фазовращателя IB момеит 2Кроме T0.ro, и.шульс с выхода формирователя 5 проходит через схему «ИЛИ 14 на счетный вход триггера 10 и переворачивает его. Дополнителвный ключ 11 открывается и на счетчик 12 начинают поступать импульсы

С)

с частотой - /Q (/о-частота импульсов, вырабатываемых генераторам 5). Сигнал с выхода ф01рмирователя 5 подается также в схему управления 17, которая запоминает, что этот сигнал пришел раньше сигнала на считывание.

В момент 0 на шине 19 появляется сигнал, выдаваемый схемой управления 17, на считывание, который проходит через схему ИЛИ 14 на счетный вход триггера 10 « возвращает его в исходное состояние. Дополнительный ключ // закрывается, поток имнульсав на счетчиК 12 прекращается, и набранное этим счетчиком число N соответствует приращению угла поворота вала в течение интервала времени 2-Макраме того, схема управления выдает в блок 13 каманду «Сложить, так как сигнал на считывание пришел позже, чем сигнал с выхода формирователя 5 (т. е. )- В результате к числу Л , набранному счетчиком 9, добавляется число N. Таким образам, число , зафиксированное в блоке 13, соответствует углу поворота вала в момент /оСлучай 2 (фиг. 2, б). Как и раньше, в момент t ключ 7 замыкается, и счетчик 9 начинает счет импульсов.

В IMOM0HT /о |На шине 19 появляется сигнал на считывание, который через схему «ИЛИ 14 попадает на счетный вход триггера 10 и опрокидывает его. Ключ 11 открывается, и на счетчик 12 начинают поступать И1мпульсы

„ И , с частотой - /д.

При переходе выходного напряжения фазовращателя 2 через нуль (в момент времени tz) фор1мирователь 5 выдает сигнал, который попадает на вход триггера 6 и через схему «ИЛИ 14 - на счетный вход триггера 10. Триггеры 6 и 10 переводятся в исходное состояние, ключи 7 и 11 ра:змыкаются. Набранное счетчиком 9 число N соответствует углу поворота вала в момент 4, -а число Л, мабранное счетчиком 12,- приращению угла поворота за промежуток времени /о-tzКроме того, сигнал с выхода формирователя 5 попадает в схему управления 17, которая выдает в блок 13 команду «Вычесть, так как В результате от числа N отнимается . Таюим образом, число , зафиксированное в блоке 13, соответствует углу нойорота вала в момент t.

В дальнейщем в момент времени tz с выхода формирователя 4 на шину 18 подается импульс сброса, который устанавливает триггеры схемы в исходное состояние. Уст1ройство готово к нов-аму преобразованию.

(При поступлении из схемы управления 17 очереД|Н01го сипнала на считывание (в момент