Преобразователь уго-код Советский патент 1974 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при автоматизации различных систем на основе цифровых вычислительных машин.

Известны преобразователи угол-код, содержащие генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика точного отсчета и входом формирователя напряжения питания, выход которого через первый формирователь фазового импульса соединен с одним унравля10Н1,им входом счетчика точного отсчета, к другому управляющему входу которого через последовательно соединенные второй формирователь фазового имнульса, фазорасщенитель и датчик угла нодключен выход формирователя нанряження питання. Выходы блока определения нанравления неремещения подключены ко входам реверсивного счетчика грубого отсчета.

Недостатком известных устройств является наличие неоднозначности считывания в диапазоне углов, нревы наюн1их полный оборот ротора датчика.

Целью изобретения является pacиJиpeниe диапазона преобразования углов.

Это достигается тем, что в нреобразователь введены пороговое устройство, нпвертор и блок согласовання. Входы блока согласования соединены соответственно с выходами порогового устройства, инвертора и второго формирователя фазового импульса. Выход форми рователя наиряжепия питания через пороговое устройство иодключен ко входу инвертора. Выходы блока согласования соединены со входами блока определения нанравления перемещения.

На фиг. 1 приведена блок-схема иредлагаемого преобразователя; на фиг. 2 и фиг. 3 - временные диаграммы, ноясняюпхие его работу.

Выход генераторов 1 имиульсов соединен со счетным входом счетчика 2 точного отсчета и формироватеоТя наиряження иптання 3, выход которого через первый формирователь фазового импульса 4 соединеи с одннм уиравЛЯЮП1ИМ входом счетчика точного отсчета, к другому управляющему входу которого через последовательно соеднненные второй формирователь фазового импульса 5, фазорасщенитель 6 и датчик угла 7 подключен выход формирователя напряжения питания 3 и порогового устройства 8, выход которого соединеи с инвертором 9.

Блок согласования 10 представляет собой логическое устройство, включающее двухвходовые схемы «И 11 - 14, элемент задержки 15, триггеры задержки 16- 19, триггер с раздельными входами 20, трехвходовые схемы «И 21 -24. Входы триггеров задержки 16 - 19 соединены соответственно с выходами двухвходовыл схем «И 11 - 14, выходы триггеров задержки 16-19 соединены со входами трехвходовых схем «И 21 --24, выходы которых подключены ко входам триггера с раздельными входами 20. Входы блока согласования 10, являющиеся входами двухвходовых схем «И 11 - 14, соединены соответственно с выходами порогового устройства 8 и инвертора 9. Ко вторым входам двухвходовых схем «И И и 13 подключены выход второго формирователя фазового импульса 5 и вход элемента задержки 15, выход которого соединен со вторыми входами двухвходовых схем «И 12 и 14. Выходы блока согласования 10, являющиеся выходами трехвходовых схем совпадения 21 - 24 и триггера с раздельными входами 20, подключены ко входам блока определения направления перемещения 25, который включает триггер реверса 26 и последовательно соединенные дифференцирующий формирователь 27 и элемент задержки 28. Выходы элемента задержки 28 и триггера реверса 26, являющиеся выходами блока определения направления перемещения 25, подключены ко входам реверсивного счетчика грубого отсчета 29. Выходы трехвходовых схем «И 21, 22, 23 и 24 соединены со входами триггера ровер са 26. Выходы триггера с раздельными входами 20 соединены со входами дифференпир}юн1,его формирователя 27. Работа преобразователя происходит следующим образом. Формирователь напряжения питания 3, представляющий собой /г-разрядный счетчнковый делитель с частотно-избирательным выходным усилителем, преобразз ет высокочастотные импульсы, поступающие от генератора 1 с частотой /г„, в синусоидальное однофазное напряжение м., частоты w (см. фиг. 2). Выходные папрял ения и„ и и ;,датчика угла 7 поступают на фазорасщепитель 6, выходное напряжение которого Иа , смещенное на фазовый угол cpj- относительно и... постунает на вход второго формирователя фазово1о импульса 5. Формирователи фазовых импульсов 4 п 5 формируют импульсы e.i и е один раз за период в моменты, когда их входные наирягкения проходят через нуль при diirdii-- 0 и г 0. (Ucii При поступлении импульса «запрос счетчик импл-льсоз преобразует интервал времени между импульсами с,, и е, с выходов формирователс (разовых импульсов 4 и 5 в двоичный код NJO (выходной код точною отсчета), соответствуюоднй угловомз положению ротора датчика в пределах его одного оборота. Устройства 8 - 29 образуют схему грубого отсчета, которая обеспечивает онределепие количества оборотов вала датчика угла с учетом направления вращения с разрешающей способностью, равной полуоборота. Такая разрешающая способность является вполне достаточной для выполнения сопряжения точного и грубого отсчетов между собой, так как цена едииицы в младшем разряде грзбого отсчета равиа цене единицы в старшем разряде точного отсчета. Пороговое зстройство 8 преобразует входное напряжение и в логический сигнал ее, равный es I, при , т. е. в нечетные полупериоды напряжения ы, es О при , т. е. Б четные полупериоды напряжения и (см. фиг. 2). Сигнал eg с выхода инвертора 9 равен eg е. В результате двухвходовые схемы «И 11 и 12 открыты в течение каждого нечетного полупериода иапряжения м,, двухвходовые схемы «И 13 и 14 - в течение каждого четного полунериода напряжения и. Элемент задержки 15 формирует импульс ejs, задержанный относительно импульса es на время t, равное Л, достаточное для раздельного последовательного срабатывания логических элементов от импульсов eg и ejs. Для обеспечения нормального сопряжения точного и грубого отсчетов между собой величина Л ие должиа превышать Д периода на/гряжения и (см. фиг. 2). РЬмпульсы с выходов схем «И переводят триггера задержки 16-19 и триггер с раздельнымн входами 20 в состояние, определяемое взаимиым иоложением фазовых импульсов 4 и бз (см. фиг. 2) относительно напряжения и. От каждого переключения триггера с раздельными входами 20 дифференцируюпшй формирователь 27 формирует импульс, кото)ьгй через элемент задержки 28 поступает на вход реверсивного счетчика грубого отсчета 29. Сигнал с выхода триггера реверса 20 управляет реверсом реверсивного счетчика грубогО) отсчета 29. Поскольку сигнал реверса и счетный им-, пульс с выхода диффере И1,пруюн1;его формирователя 27 формп)уются одновремеино, то элемент задержки 28 задерживает поступлениесчетного импульса па вход реверсивного счет-, чика грубого отсчета 29 на время окончания в нем переходных процессов при реверсе. Рассмотрим работу схемы при изменении углового положения I-VIII ротора датчика,, начнная с некоторого произвольного момента, времени, когда импульсы е и eis занимают. полол ения, приведенное на фиг. 3 (IV). Если угловое положение а ротора датчика изменяется со скоростью- О, то оба им-пз льса, перемещаясь относительно напряжепия и, занимают последовательно положенияV, VI, Vn, Vni..., приведенные на фиг. 3.. При,; этом, если в исходном положении IV состоя-line триггера реверса 26 было таково, что сигнал на его выходе равен «1, то уже в положении V, когда оба импульса е- и е перейдут в полупериод В, триггер реверса 26 переключится в состояние, при котором сигнал на его выходе равен «О (реверсивный счетчик грубого отсчета 29 переключается на суммирование входных импульсов).

Прн дальнейшем неремеи,ении импульсов

da

0 состояние триг65 И 15 СО скоростью

tit

гера реверса 26 остается иеизменным. Триггер с раздельными входами 20 переключается каждый раз, когда оба импульса ез и е переходят из одного нолупериода напряжения и в другой, в результате чего на вход реверсивиого счетчнка грубого отсчета 29 поступают импульсы, каждый из которых соответствует изменению углового ноложения ротора датчика на 180°, и код с выхода реверсивного счетчика грубого отсчета 29 увеличивается.

Если угловое положение« ротора датчика

da

;0, то оба имизменяется со скоростьюAt

пульса Cs и 615, перемещаясь относительно напряжения м, занимают последовательно, начиная от принятого исходного положения IV, положения III, II, I..., приведенпые на фиг. 3. При этом, если в исходном нолол ении IV состояние триггера реверса 26 было таково, что сигнал на его выходе равен «О, то уже в положении III, когда оба импульса е и е переходят в полупериод А, триггер реверса 26 переключается в состояние, при котором его сигнал станет равен «1, при этом реверсивный счетчик грубого отсчета 29 переключается на вычитание. При дальнейшем перемещении импульсов со скоростью --;-- 0 состояние триггера реверса 26 остается неизменным. В моменты, когда оба импульса переходят из одного полупериода напряжения другой, на вход реверсивного счетчика грубого отсчета 29 ностунают импульсы, соответствующие нзмененню углового положения ротора датчика угла на 180°, и код с выхода реверсивного счетчика грубого отсчета 29 yмeньнJaeтcя.

Предмет изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика точного отсчета и входом формирователя напряжения питания, выход которого через первый формирователь фазового импульса соединен с одним управляющим входом счетчика точного отсчета, к другому управляющему входу которого через последовательно соединенные второй формирователь фазового импульса, фазорасщепитель и датчик угла подключен выход формирователя напряжения питания, и блок определения направления перемещения, выходы которого подключены ко входам реверсивного счетчика грубого отсчета, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона преобразования углов, в него введены пороговое устройство, инвертор и блок согласования, причем входы блока согласования соединены соответственно с выходами порогового устройства, инвертора и второго формирователя фазового импульса, выход формирователя - напряжения питания через пороговое устройство подключен к входу инвертора, выходы блока согласования соединены со входами блока определения направления перемещения.

го

К

-u/t

П Г

ИГ

ЙГ