Преобразователь "угол-код" Советский патент 1977 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относится к системам автоматического управления, а именно к устройствам, преобразующим угол поворота вала в цифровой код.

Известные устройства для преобразовани угла поворога вала в код, содержащие фазоврашатель, генератор импульсов и элементы И ri3.

Известные устройства обладают сравнительно низким быстродействием и исполь- зуются в одноканальном режиме.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство, содержащее генератор импульсов, соединенный с входом делителя частоты, первый выход которого через последовательно соединенные блок питания фазовращателей и фазовращатель подключен к входу формирователя фазового импульса, второй выход - к первым входам элементов И, Вход дешифратора подключен ко второму выходу делителя частоты, а выход - к первому входу первого элемента И, два других входа которого подключены соответственно к выходу формирователя фазового импульса и

первому выходу триггера, второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключе к вторым входам элементов И к к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента И. Выход блока питания фазовращателей через цепочку последовательно соединенных фазовращателя и формирователя фазового иммульса подключен к второму входу второго элемента И 2,

Недостатком такого преобразователя является формирование сигнала неисправности при воздействии случайных помех, приводящих к одиночным сбоям. Выработанный сигнал неисправности, поступающий в устройство, потребляющее информацию, может нарущить его работу и вызвать переключение на резервный преобразователь при фактически исправном основном. В это случае при одиночном сбое в работе преобразователя фазовый импульс поступает с вькода заторможенного фазовращателя в момент времени, не соответствующий постоянному фазовому сдвигу. Этот импульс не проходит через закрытую схему И и не переключает триггер, разрешающий прохождение рабочего фазового импульса на считы вание рабочей информации, а на единичном выходе триггера формируется сигнал неисправности при исправном преобразователе. Целью изобретения является исключение вьфаботки сигнала неисправности преобразователя npv воздействии случайных помех, приводящих к одиночным сбоям, т. е. повышение помехоустойчивости устройства. Поставленная цель достигается тем, что в предложенный преобразователь введены последовательно соединенные дополнительны триггеры и дополнительный элемент И, импульсный вход которого соединен с выходом одного из формирователей фазового импульса выход - со счетным входом первого дополнительного триггера, первый потенциальный вход с инверсным вьпсодом дешифратора второй потенциальный вход - с нулевым вььходом второх о дополнительного Tpvirrepa, а выход одного из элементов И подключен к нулевым входам дополнительных триггеров На чертеже представлена ф -икциональная схема устройства. Преобразователь содержит последователь но соединенные генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 питания фазовращателей, фазовращатель 4. Параллельно фазовращателю 4 подключен заторможенный, фазовращатель 5. Выходы фазовращателей 5 и 4 через соответствуюпдие формирователи 6. 7 фазовых импульсов соединены со входами элементов И 8 и 9. Выход элемента И 9 соединен с единичным входом триггера 1О и с элементом И 11, другие входы которого соединены с выходами делителя 2 частоты. Эти выходы подключены также к дешифратору 12, представляющему собой схему совпадения на фиксированную кодовую комбинацию, соответствующую постояннощ- фазовому сдвигу, заданному фазовращателем 5. Прямой выход дешифратора 12 соединен с т1равляющим входом элемента И 8, выход которого соединен с нулевым входом триггера 10 и нулевыми входами триг геров 13, 14. Нулевой выход триггера 10 управляет элементом И 9, а единичный - эле- ментом И 8. Инверсный выход дешифратора 12 соединен со входом элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом формирователя 6 фазового импульса. Выход элемента И 15 соединен со счетным входом триггера 13. Нулевой выход триггера 14 соединен с третьими входами элементов И 9, 15 и с шиной 16 неисправности преобразователя. Съем кода угла производится с выходов ялемента И 11. Преобразователь работает след тощим образом. С генератора 1 на вход делителя 2, имеющего коэффициент пересчета 2 (гдеп число двоичных разрядов выходного кода преобразователя), поступают импульсы с частотой f . При этом с выхода делителя 2 частот снимаются сигналы в виде меандра с частотой следования |/2 , которые следуют на вход блока 3 питания фа.зовращателя, формирующего синусоидальное напряжение с частотой f/2 , синхронизированное по фазе с импульсами делителя 2. Синусоидальное напряжение с блока питания 3 поступает на входы фазовращателей 4, 5. Синусоидальное напряжение с фазовращателя 4, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения на угол, пропорциональный утлу разворота входного вала, поступает на вход форм фователя 7 фазового импульса. Синусоидальное напряжение с заторможенного фазовращателя 5, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения на постоянный угол, пропорциональный зафиксированному положению вала фазовращателя 5, поступает на формирователь 6 фазового импульса. Формирователи 6, 7 формируют фазовые импульсы в момент перехода скнусоидаль- зго напряжения через нуль от отрицательного значения к положительному. Если фазовый импульс с формирователя 6 поступает на вход элемента И 8 при наличии разрешающих потенциалов с дешифратора 12 и единичного вькода триггера 1О, он проходит через элемент И 8 на нулевой вход триггера 1О и нулевые входы триггеров 13, 14 и переключает их. После переклк чения триггера 1О сигнал с его единичного выхода закрывает элемент И 8, а сигнал с нулевого выхоца разрешает прохождение рабочего фазового импульса с фор лирователя 7. Фазовый импульс с формирователя 7 через элемент И 9 поступает на элемент И 11, на второй вход которого поступают потенциалы с делителя 2 частоты, на котором развертывается во времени кодовая шкала преобразователя. С выходов элемента И 11 снимается код, соответствую- щий углу поворота вала фазоврашателя 4., Одновременно импульс с элемента И 9 поступает на единичный вход триггера 1О и возвращает его в исходное состояние. При одиночном сбое в работе генератора 1 импульсов, делителя 2 частоты, блока 3 питания фазовращателя фазовый сдвиг выходного напряжения с фазовращателя 5 не эквивалентен фиксированной кодовой комбинации, на которую настроен дешифратор 12. В результате триггер 1О не переключается

и запрещает прохождение фазового импульса через элемент И 9 с основного фазовращателя 4 на вход элемента И 11. При этом выходной код, записанный потребителем информации в предьщущем цикле преобразования, не искажается. В то же время фазовый импульс с выхода формирователя 6 проходит через элемент И 15, так как с инверсного вьпсода дешифратора 12 и с нулевого выхода триггера 14 подается на элемент И 15 разрешающий потенциал. Импульс с выхода элемента И 15 поступает в триггер 13 и записьшает в нем единицу, но несмотря на это сигнал неисправности на шине 16 не фчрмируется. Если сбой был одиночным, то в следующем цикле он не повторяется, а фазовый импульс с формирователя 6 проходит через элемент И 8, обнуляет триггеры 13, 1-4 и подготавливает цепь 6 для прохождения основного фазового импульса.

Если же имеет место устойчивый сбой или произошел отказ в работе одного из узлов преобразователя,то непосредственно за первым импульсом на счетный вход триггера 13 поступает второй импульс сбоя. При этом триггер 14 переключается, и сигнал с его нулевого выхода окончательно запрещает прохождение основного фазового импульса через элемент И 9, закрывает элемент И 15 и фиксирует наличие на шине 16 сигнала неисправности преобразователя, который может быть использован для подключения резервного преобразователя.

6

Преобразователь угол-код благодаря введению новых элементов и связей отличается более высокой помехоустойчивостью по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

Преобразователь угол-код по авт. св. № 464ОО5, отличаюшийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, в него введены последовательно соединенные дополнительные триггеры и дополнительный элемент И, импульсный вход которого соединен с выходом одного из формирователей фазового импульса, выход дополнительного элемента И подключен к счетному входу первого дополнительного триггера, первьш потенциальный вход - к инверсному выходу дешифратора, второй потенциальный вход к нулевому выходу второго дополнительного триггера, а выход одного из элементов И подключен к нулевым входам дополнительных триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Зверев А. Е. Преобразователи угол-код, 1974 г., стр. 75-85.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 464ОО5, кл. GO8 С 9/О4 от 29.О1.74 (прототип).