Преобразователь угла поворота синуснокосинусного вращающегося трансформатора в код Советский патент 1978 года по МПК G08C9/04 

компенсацпоиного напряжения, выход четвергого регистра управления соединен с входом компенсационного коммутатора, один вход четвертого регистра управления соединен с входом второго и третьего регистров управления, а выход распределительного устройства соединен с другим входом четвертого регистра управлення. На чертеже показана структурная схема преобразователя. Схема содержит датчики 1 СКВТ; коммутатор 2 каналов синусного и косинусного напряжения; первый, второй и третий операционные усилители 3, 4, 5; масштабный резистор 6; преобразователь 7 код-напряжение; четвертый и пятый усилители 8, 9; коммутатор 10 комиеиеационных напряжения; коммутатор И входного напряжения; шестой и седьмой операционные усилители 12, 13; преобразователь код-напряжение 14; первый регис р )Иравлення 15; устройство 16 сравнения; второй регистр управлеиия 17; третий регистр управления 18; четвертый регистр управления 19; синхронизирующее устройство 20; делитель тактовых имиульсов 21; распределительное устройство 22; коммутатор 10 состоит из ключей 23-28; коммутатоо 11 состоит из ключей 29--32; переключатели32 и 33. Масштабные резисторы в схеме имеют следующие значения: К ,-,К -г П 1 - «2 5 ( где «1 0,2045, Л2 0,064. Работа иреобразователя происходит в последовательности, разделяющей преобразованием на 2 дикла. Первый цикл является подготовителЫЫм и служит для преобразования сииусно-косинусных напряжений в код функ копни тангенса половинного угла. При этом дирование вынолняется в соответствии с висимоетью

2 ts -tga.-: V--(5)

1 tgs 9

С учетом построения нреобразователя, как устройства с обратной связью, где сравннваютея разнополярныс сигналы, зависимость 1 преобразуется к виду

sin X. tg ----}- 2 cos

sine

j

Мла, заменяя tg-(Чо кол.овым эквивалентом Э (§.: получим

--Sina-f eftg- llsin.Bjtg l+2cosal Q.

- L -

(2)

В указанном соотнощепии знаки перед составляющими сохраняются постоянными за

Osina-e; tg-- ) 0(5)

-f (1 - п

V 2 / J

Пр); указаниых значениях коэффициентов /Zi и «2 восироизведение квадратичной зависимости от угла поворота в диапазоне 0-4-±90° выполняется с погрелшостью, не нревышающей ±0,04%.

Последовательность нреобразовання в соответствш со схемой iia рис. 1 происходит следу;он1,:м образом.

Синусно-космнусные напряжения СКВТ- датчиков 1 через коммутатор каналов- -2 поступаю; па инвер-тирующие нервый, в10:КЛ1 и третий усилители--3 и 4, 5, соответственно, расположенные в цеиях нередачи косинусного U сииуеного напряжений. При ограничении угла поворота диапазоном в косинусной цепи достаточно одного развязывающего усилителя, так как в этом диапазоне знак коеинуецой фзнкции не изменяетея. Сииуеиоеиасчет иивереии чолько епнусного нанряжст1ия, так как весь диапазон последуюгдего квадратичного преобразователя составляет 0-;-+90. В пре/и,елах этого диаиазоца знак соетавляющей косинусного напряжения пе изменяется. Перед вторым циклом полученное значение e(tg-;:;-) кода функции тангенса полозиниого угла }стаиавливается на донол:1ительном линейном цифроаналоговом преобразователе 7. Это нозволяет формировать на вы.коде четвертого и пятого усилителей 8, 9 панряженпя sina-9(tg--) в ирямой и обратной фазе одновременно. Во втором цикле нроисходит реализация квадратичной функцш на основе прцбли/кениой зависцмости sin -i-ig - (а), (3) 1 -| Ill cos у. - /;- sjn ,( i 1 - tg - где П.1 II «2- - маепггабные коэффициенты, В(а-) - код квадрата угла поворота. Заменяя константу чешЗ sina-tg - + cos .:- 1, получим Slna-tg-- . /се (.). (4) l + «l)cosa-f-«2Sina-|- (1--/(ajsincc tg Подставляя, вместо tg-- его кодовый эквивалент 9{tg--- ) н вместо /(9(, его кодополучимsin у- В ; tg - )+ fe I (1+rti) cosa+/tjSina-j 2 у пряжение изменяет фаз ара переходе через нуль, поэтому использование двух усилителе позволяет получить одновременно прямую п обратную фазы напряжения. В нервом подготовительном цикле определяется значение функции тангенса половинного угла e(tg-). При этом напряжение СКВТ-датчика подключается в соответствии с зависимостью 2. В первом такте цикла синусное напряжение через переключатель Кз во входном коммутаторе 11 и через седьмой усилитель 13 подключается к устройству сравнения 16, на котором происходит определение фазы (знака) синусиой зависимости. Такое определение выполняется по знаку напряжения полупериода, изменяющемуся при переходе угла через нуль, при синхронизации от выбранного полупериода сетевого напряжения. Полученное значение синусной зависимости позволяет выбрать знаки перед составляющими, содержащими sin а в соотношении 2. Если обозначить знак функции через а - положительный знак, и а - отрицательный знак, то в последуюии1х тактах преобразования:-при а ироисход11т включеиие переключателей 23, 27, 29; -при а происходит включеи11е переключателей 23, 28, 30. Остальные переключатели разомкнуты. Во втором и поеледующих тактах первого цикла, число которых зависит от числа выбраиных разрядов, выполняется поразрядное уравновеп1иваиие на входе устройства сравнения 16 с помощью преобразователей код- напряжение 7 и 14, уиравляемых регистрами 15 и 17. При этом сохранение знаков перед составляющими в зависимости 2 создается благодаря выбору иореключателей, показанному выше. В результате уравновешивания формируется код функции тангенса половинного угла, который перед началом iBTOporo цикла устанавливается в регистре 15 и пропорционально на преобразователе код-напряжение 7. Регистр 17 обнуляется, что приводит преобразователь код-напряжение, состоящий из блоков 14, 17, 16 в исходное положение. Перед началом цикла в зависимости от значения синусной функции, т. е. ее знака (а, а) для сохранения знаков перед составляющими в соотноиюнии 5 работают следуюHuse переключатели: происходит включение 2-1. 26, 27, при а 32, 33; ключсиие 24, 25, 28, ири а--происходит 31, 32. Переключатели 32 и 33 меняют масштаб передачи составляющей sina-0(tg-) в соответствии с коэффициентом (1-Ла). Через пеи 26 3 коммутаторе комнен а; ; :олнь:х 1;аиряжени1; 10 вводится сос:ав;1Я-о;:и;я sin а с козффицие;1том /ь. Масштаб перс.итчи напряжения cos а, равный (l+rt|), 13меияотся при нередаче через резистор R2Суммарное ко.:неисац1юпное напряжемте а шестом усилителе 12 из 3-х (1 + я cos я, /ijSina, (l-;gsin3;.B. в соотношении (5). Во время тактов второго цикла, число которых определяется количеством разрядов, выполняется поразрядпое уравновешивание с помощью регистра 17 и преобразования «коднапряжение 14 на устройстве сравнения 16. В результате уравновешивания в еоответстВИИ с зависимостью 5 в регистре 17 формируется код G, проиорциональный квадрату угла поворота. Регистры 15 ii 18 служат для включения переключателе : в зависимости от фазы (знака) sill а--а li U i; от признака выполняемого цикла. Синхронизирующее ycTpoiicTBo 20 обеснечиBaei спнхронизац;:ю работы всего нреобразопа1елн относительно сет1;. От синхроп 1зирующего си1-;1ала запускается делитель тактовых пмиульсов 21, от которых происходит включение распределптельиого устройства 22, вырабатывающего тактовые сигналы в каждом цикле. Благодаря выбра:;иь,а завпси.мостям и коэфф1:1и1е1ггам, постоянно онределенным для всего диапазона кодгруемой функции, формирование квадратичной зависимости выполняется с точностью 0,04% в дианазоне О-гсЭО . Преобразователь угла поворота СКВТ в код, пропорциональный квадрату угла, может найти применение нри построении аиалогоцифровых устройств, выполияюигих операции с векторами. Фор м - л а изобретен и я Преобразователь угла поворота синусиокосинусного враилающегося трансформатора в код, содержаии синусно-косинусные датчики, соединеииые через коммутатор каналов со входами первых двух операционных усилителе, выход второго онерацпонпого усплителя соединеи со входами третьего операционного усилителя и входом первого преобразователя код-наиряжение, входы коюрого соел. :и i;bi е Первым пе -истром управления, lixoды преобразователя код-напряжение - с четвертым и иятым оиерац онными усилителяMi:, ;1ь:ходы коммхтаторов входного и компенаи;:о-лого напряжений соед1П ены со входа ;; ;нестсго и седьмого операпионных усилителе, вьходы соединены с первым и вторым входами второго преобразователя

код-напряжение, выход седьмого операцианиого усилителя через блок сравнения подключей к первому Входу второго регистра управления, второй вход которого соединен с выходом распределительного устройства и входом первого регистра управления, второй вход первого регистра управления соеди ен с входом третьего регистра управления, выход третьего регистра управления соединен с входом входного коммутатора, последовательно соединенные синхронизирующее устройство и делитель тактовых импульсов еоедииены с раснредслительиым устройством, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены четвертыи регистр управления и два переключателя е масштабными резисторами, которые соответственно включены в ценях обратной связи пятого и шестого усилителей, второй и третий, четвертый и пятый операционные усилители соединены с входами коммутаторов входного и комиеисационного напряжения, выход четвертого регистра управления соединен с входом компенсационного коммутатора, одни вход четвертого регистра управления соединен с входами второго и третьего регистров уиравления, а выход раснределительного устройства соединен с другим входом четвертого регистра управления.