Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1978 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Цзяь изобретекпй - повышение стабипьнсх гй и точности работы преобраэоватепя, особенно при изменении внешних условий. Это достигается тем, что в преобразо- вагепь введены дополнительные триггер, ключ,.два ограничителя и три элемента задержки, нричег/ вход одного ограничителя подключен к выходу фазовращателя, вход другого ограничителя соединен с шиной запуска, выходы ограничителей непосредственно н через первый и второй элементы задержки подключены к прякатм и инверсны входам основного и допоцнитепьного тригге ров, выход дополнительного триппера соединен с одним входом блока управления, с np KOiiM входом триггера и с первым входом дополнительного ключа, второй вход которого соединен с умножителя частоты а выход дополнительного ключа через третий элемент аадерлжи соединен с другим входом элемента ИЛИ, На чертеже приведена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код.. Преобразователь имеет фазовращатель 1 преобразующий величину поворота входного вала в пропорциональный этой величине сдв фазы его выходного синусоидального напрн жения относительно входного, умножитель 2 частоты, формирующий масштабные импульс ограничители 3 и 4, преобразующие сину сотщальные входное и выходное напряжения фазовращателя в прямоугольные импульсы; элементы задержки 5 и 6; основной и до- порнитепьный триггеры 7 н 8 со схемами вход- ной логики, формирующие в геменные интер- Ба.пы при измерении сдвига фазы; основной и дополнительный ключи 9 « 10; элемент задержки 11; элемент ИЛИ 12; блок управ лешш 13, состоящий из элементов задерж- ки 14 и 15 и элементов И 16 и 17, осуществляющих синхронизацию работы преобразователя; двoич iый счетчик 18, измеряющий cyi-лмарную длительность выходных импульсов триггеров 7 и 8 в течение одного цикла измерения; элемент И 19 съема выходного кода преобразователя с двоичного счетчика 18. Кро№ TOJ-O, на чертеже показан входной вал 20 фазовращателя 1 и шина запуска 21, В )еобразователе завитка фазовращателя 1 осуществляется от переменного (синусоидального} напряжения внешнего генератора силового питания по шине защгака 21. Преобразователь работает следующим об разом. Переменное напряжение по щине запуска 21 внешнего- генератора поступает на статорные обмотки фазовращателя 1 и ии дуцирует на его роторных обмотках (на выходе) переменное напряжение, фаза которо го смещена относительно фазы напряжения запитки на величину, равную углу поворота входного вала 20 фазовращателя 1 относительно его нулевого положения. Одновременр но напряжение запитки поступает на умножитель 2 частоты с коэффициентом умноже-г ния 2 , где п равно уменьшенному на единицу, числу двоичных разрядов выходного кода преобразователя, который формирует масщтабные импульсы для схемы преобра-зования сдвига фаз в код. Напряжение запитки фазовращателя 1 поступает также на вход ограничителя 3, в котором оно ограничивается по минимальному и максимальному уровням, на1фимер с помощью транзисторного переключателя тока, усиливается и нормируется до нулевого и единичного уровней, используек-олх в преобразователе логических элементов, преобразуясь тем самым в последовательность прямоугольных импульсов опорной фазЫ - опорных импульсов. Аналогичным образом в ограничителе 4 выходное напряжени-е фазовращателя 1 преобразуется в последовательность прямоугольных импуль сов переменной фазы - фазовых импульсов. Элементами 5 и 6 задержки опорные и фа-у зовые импульсы смещаются на величину, несколько большую време)ьш срабатывания триггеров 7 и 8. В устройстве процесс преобразования положения угла в код циклический и состоит в измерении суммарной величины двуя временных интервалов, один из которых ог-, раничен передними, а другой - задними фронтами опорных и фазовых импупьсов, путем подсчета двоичным счетчиком 18 числа масштабных импульсов, совпадающих с этими интервалами, представляемыми выходными сигналами триггеров 7 и 8. Признаком окончания цикла преобразования, а следовательно и признаком начала следующего цикла, является переход вы ходного сигнала элемента 15 задержки от единичного уровня к нулевому, в результате чего по одному из инверсгых входов входной логики триггера 7 снимается блокировка его установки в единичное состояние, С поступлением очередного .опорного импульса, т.е. о переходом выходного сиг нала ограничителя 3 от нулевого уровня к едии:ичному, на входах единичной установки триггера 7 возникает комбинация лоптеоких сигналов (присутствие сигнала на пря мом входе и отсутствие на инверсных), по которой триггер 7 переводится в единичное состояние; эта комбинация сигналов сохраняется короткое время, равное величине задержки сигнала элементом задержки 5, что предотвращает срабатывание триг гера 7 в случае, когда опорный импупьс поступает несколько раньше окончания цик- ла преобразования. С переходом триггера 7 в едн1-шчное состояние на его единичном (прямом) выхо де возникает сигнал, который поступает на управляющий вход ключа 9 и разрешает про хождение масштабных импульсов через ключ на счетный вход двоичного счетчика 18 (через элемент ИЛИ 12), - так начинается измерение величины интервала между, передними фронтами опорного и фазового импульсое дагшого цикла преобразования. Одновременно сигнал с единичного выхода триггера 7 подается на из входов входной логики триггера 8, управляющей его установкой в едишгчное состояьше. С око ианием огюрного импульса на входах единичной установки триггера 8 на корот кое время, равное величине задержки сигна ла элементом 5, возникает комбинация логических сигналов, по которой триггер 8 переводится в единичное состояние. При этом на единичном выходе триггера 8 возникает сигнал, который поступает на управляющий вход колюча 10 и разрешает прохождение масштабных импульсов через ключ, и далее через апемвнт 11 задержки и мент ИЛИ 12 - на вход двоичного счетчика 18 (задержка выходных импульсов клзоча 10 необходима для предотвращения их совпадения с выходными импульсами ключа Э), - так начинается измерение величины интервала между задними фронтами опор ного и фазового импульсов цикла преобразования. С установкой триггера 8 в единичное состояние разрешается перевод триггера 7 в нулевое состояние, для чего сигнал с еди ничного выхода триггера 8 подается на один из входов выходной логики триггера 7 управляющей его установкой в нулевое состояние. Такое управление установкой тригге ра 7 в нулевое состояние со стороны триггера 8 обеспечивает только положительные эн аче1тая выходного кода угла (т.е. в пределах О - 360) для любого положения входного вала 20 преобразователя. С возникновением на выходе ограничи 1теля 4 очередного фазового.импульса, следующего после установки триггера 8 в единичное состоян е, т.е. после окончания опор ного импульса, на входах нулевой установки триггера 7 на время задержки сигнала эле ментом 6 возникает комбинация логических сигналов, по которой триггер 7 переводит ся в нулевое состояние При этом снимаете сигнал с управляющего входа ключа 9 и прекращается поступление масштабных импульсов на вход счетчиков 18, - этик; заканчивается измерение величины интервала между передними фронтами опорного и фазового импульсов цикла преобразования. Таким же образом с окончанием фазово го импульса, и при усповни, что триггер 7 уже переведен в нулевое состояние, на входах нулевой установки триггера на корот кое время возникает комбинация логических сигналов, по которой триггер 8 переводится в нулевое состояние. При этом снимается сигнал с управляющего входа ключа 1О и прекращается поступление 1у:асштаб {ых иь-11тульсов на вход счетчика 18, - этим за- канчиваеах;я измерение величины интервала между зад ними фронтами оп ори orovi фазового импульсов цикла преобразования, а также и весь цикл измерения величины фазового сдвига между напряжением переменной фазы и напр$ш4ением запигки фазовращагепя 1 . С переходом 8 в нулевое coc-v тояние на выходе элемента И 16 на время1, равное величине задержки сигнала апементол 14, формируется одиночный импульс, по которому с помощью элемента И 19 содержимое двоичного счетчика 18 выдается на выходные шин|з1 преобразователя; при этом масштабирование выходного кода осу. шаствляется условной фиксацией запятой перед младшим знаком кода, что равносильно его делению на два. TaKiiM же образом, после окончания выходного сигнала элемента 14 задержки на выходе элемента И 17 на время, равное величине задержки сигнапа эпеменгом 15 задержки, формируется одиночный импульс, следующий непосредственно за выходным импульсо ;. элемента И 16, по которому счетчик 1.8 приводится в нулевое состояние и устройство переходит к следующему циклу преобразования. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, вход которого соединен с шиной запуска, и с входом умножителя частоты, выход которого соеди«нен с одним входом ключа, к другому входу которого подключен выход триггера, вы-ч ход кпюча соединен с одним входом эпемеига ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы счетчика соединены с одними входами эпеменга И, другие входы ко торого и входы счетчика подключены ксоо гветствугсщим выходам блока управления, один из выходов которого соединен с инверсным входом триггера, отпичаю