ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД Советский патент 1973 года по МПК H03M1/48 

1

Изобретение отаюсится к авоматике и вычислительной технике. Устройство может быть применено в автоматизированных информационных и управляющих системах с цифровыми вычислительными машинами.

Известен преобразователь угол-код, содержащий сииусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), источником возбуждения которого является генератор тактовых импульсов с двумя прямоугольными выходцыми напряжениями, сдвинутыми одно относительно другого по фазе на 90°, фазовый детектор, соединенный с выходом счетчика, подключенного к генератору, управляемому напряжением с выхода фильтра низких частот, вход которого через фазовый детектор связан с выходной обмоткой СКВТ. Двоичный код, соответствующий углу поворота вала СКВТ, получают в регистре путем стробирования с помощью формирователя строб-импульса вентилей, соединенных с каждым разрядом счетчика.

Для известного устройства характерна большая ошибка преобразования угла поворота в ;.од (около 4° для СКВТ тнпа ВТ-5), обусловленная нелинейной зависимостью выходного сигнала СКВТ от угла поворота вала из-за присутствия в напряжении питания СКВТ высших гармоник.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

Предлагаемый преобразователь отличается тем, что в него введены сумматор, модуляторы, источник постоянного тока, дополнительные фазовые детекторы и дополнительный фильтр низких частот, причем вторая выходная обмотка СКВТ и выход источника постоянного тока подключены к дополните.пьному фильтру низких частот, к выходу которого подключены входы модуляторов, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов, а выходы - со входами соответствующих дополнительных фазовых детекторов, управляющие входы которых соединены с выходами счетчика, а выходы - со входами сумматора, выход которого подключен к фильтру низких частот.

Схема устройства изображена на чертеже.

В качестве источника возбуждения СКВТ / н модуляторов 2 используется генератор тактовых игчнульсов 3, выходы которого соединены со входными обмотками СКВТ и с управляющим входом каждого модулятора, другой вход каждого из которых подключен к выходу дополнительного фильтра низких частот 4. Вход 4 и выход источника постоянного тока 5 связаны со второй выходкой обмоткой СКВТ. Выход каждого модулятора нодключен ко входу соответствующего дополнительного фазового детектора 6, а управляющий вход каждого детектора соединен с выходом соответствующего разряда счетчика 7. Первая выходная обмотка СКВТ подключена ко входу фазового детектора 8, управляющий вход которого соединен с выходом счетчика 7. Выходы детекторов 6 и выход детектора 8 подключены ко входам сумматора 9, а его выход через фильтр нпзких частот 10 и генератор 11, управляемый нанряжение., связан со входом счетчика 7. Выходы всех разрядов последнего соединены через вентили /2 с регистром храпения 13. Управляющие входы вентилей подключены к формирователю строб-импульса М. который связан по входу с одним из выходов генератора тактовых импульсов 3.

При повороте вала СКВТ / на пекоторый угол а фазовый детектор 8 вырабатывает иапряжение рассогласования. Постоянная составляющая этого напряжения, выделяемая фильтром низких частот 10, пропорциональна разности между углом поворота вала СКВТ и вырабатываемым значением угла ф, определяемым фазой выходного импульса счетчика 7 относительно фазы импульсов. Генератор 11, управляемый напрялсепием, меняет частоту возбуждения счетчика до тех нор, пока постоянная составляющая напряжения с выхода фазового детектора не станет равиа нулю. Когда разiiocTb между а и ф сводится к нулю, импульс формирователя строб-импульса М, поступающий на вентили 12, стробирует каждый разряд счетчика 7, и в регистр 13 записывается двоичный код, соответствующий углу поворота вала а. Однако этот код соответствует углу поворота вала с некоторой либкой, определяемой высщими гармон ми в напряжении питания СКВТ. Как показали расчеты, зависимость ошибки от угла поворота вала СКВТ имеет синусоидальный характер с периодом 4a(q)). Ощибка но каждой из п гармонических составляющих компенсируется при разложении ее в ряд Фурье с помощью п модуляторов и п дополнительных фазовых детекторов. По управляющему входу каждый модулятор возбуждается от геператора тактовой частоты прямоугольным напряжением соответствующей частоты, кратной номеру гармонической составляющей ощибки с фазой, принятой за нулевую. Амплитуда прямоугольного выходного напрял ения каждого модулятора вырабатывается равной амплитуде соответствующей гармонической составляющей ощибки. Выходное напряжение каждого модулятора поступает на вход соответствующего дополнительного фазового детектора, где умножается на поступающее из счетчика 7 на управляющий вход этого детектора прямоугольное напряжение, частота н фаза которого кратна номеру гармонической составляющей ощибки. В результате постоянная составляющая выходного напряжения каждого дополнительного фазового детектора оказывается пропорциональной соответствующей гармонической составляюн1.ей ошибки и линейно зависит от ф. Полученные напряжения поступают на сумматор 9, где складываются с выходным напряжением фазового детектора 8, смещая его на величину ошибки. Таким образом коррекция ошибки преобразователя угол-код происходит прежде, чем в регистре 13 будет нолучеп двоичный код угла поворота вала а СКВТ.

При повышении темнературы окружающей среды изменяются амнлитуды гармонических составляющих выходного нанряжения СКВТ, так как увеличивается наклон вершин прямоугольпого выходного напряжения СКВТ, вызванное ростом активных сопротивлений входных обмоток. Это, в свою очередь, приводит к увеличению амплитуд гармонических составляющих ошибки преобразования. Чтобы коррекция ошибки происходила и в этом случае, напряжение питания постоянного тока модуляторов 2 поступает с выхода второго фильтра низких частот 4, входпое напряжение которого есть наденне напряжения на второй выходной обмотке СКВТ, вызванное протеканием через нее тока от источника ностоянного тока 5. При повышении температуры окружающей среды нарастает и сопротивление второй выходной обмотки СКВТ. В результате этого повышается выходное напряжение фильтра 4, что нриводит к увеличению постоянных составляющих напряжений коррекции по каждой гармонической составляющей ошибки. Таким образом, ошибка преобразователя угла поворота вааа в код корректируется непрерывно и при изменениях температуры окружающей среды СКВТ.

Предмет и з о б р е т е п и я

Преобразователь угол-код, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный ко входу формирователя строб-импульса и входным обмоткам синусно-косинусного вращающегося трансформатора, к первой выходной обмотке которого подключен фазовый детектор, другой вход которого соединен с выходом счетчика, последовательно соединенные фильтр низких частот, генератор, управляемый напряжением, и счетчик, выходы разрядов которого соединены с вентилями, управляющие входы которых соединены с формирователем строб-импульса, а выходы - со входами регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены сумматор, модуляторы, источник постоянного тока, дополнительные фазовые детекторы и дополнительный фильтр НИЗКРГХ частот, причем вторая выходная обмотка синусно-косинусного вращающегося трансформатора и выход источника постоянного тока подключены к дополнительному фильтру низких частот, к выходу которого подключены входы модуляторов, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами генератора тактовых импульсов, а выходы - со входами соответстзуюп их дополнительных

фазовых детекторов, управляющие входы которых соединены с выходами счетчика, а выходы - со входами сумматора, выход которого подключен к фильтру низких частот.