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

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известен преобразователь угла поворо та вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, подключенный через блок фазосдвигающих цепочек к компараторам, выходы которых соединены с блоком преобразования временных интервалов в код l. Недостатком такого преобразователя является большая погрешность вызванная нестабильностью блока фазосдвигающих цепочек,. Известен также преобразователь, содержащий синусно-косинусный датчик угла, подключенный к селектору октанов, тангенсный цифроаналоговый преобразователь, компаратор, соединенный с блоком управления, регистры старших и млад ших разрядов кода . Недостатком этого преобразователя является большая методическая погрешность и сложность поотроения преобразователя. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота, вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, каждый из выходов которого через два последовательно соединенных ключа подключен к переключателю, соединенному через компаратор с блоком управления, выходы которого подключены к регистру старших разрядов, формирователю кодов младших разрядов и к управляющим входам ключей, выходы регистра старших разрядов подключены к другим входам блока управления, а выходы формирователя кодов младших разрядов подключены к управляющим входам двух масштабных блоков, другие входы которых соединены с выходами пятого и шестого ключей соответственно, седьмой и восьмой ключ, два сумматора, инверто{: ТзЗ Недостатком, такого преобразователя является выполнение его масштабных блоков из последовательно включенных кон- денсаторов, что приводит к нетеднологнч ностн всего преобраэоватедя и сложнооти. 11епью изобретения является ущзоще- яие преобразователя. Это достагается тем, что а предлагаемый преобразователь введены четыре запомин ших элемента, а масштабные блоки выполнены из последовательно вклюЛйных резисторов, обшаа точка первых двух ключей через последовательно соединенные первый запоминающий элемент, седьмой кгаоч и второй запоминающий элемент, подключена к одному входу первого сумматора, а через инвертер - к входу шестого ключа, общая точка вторых двух кгаочей через последоватепыю соединенные третий запоминающий элемеит, восьмой ключ и четвертый аапок инаюшнй элемент подключена к отюму вхо ду второго сумматора и к входу пятого ключа, выхода масштабных бпокон подзшючены к другим входам сумматоров, вы ходы которых соединегш с входами перек шочателя. Такое устройство позволяет исключить блоки прецизионных конденсаторов с нестандартными номиналами, что повышает .01X3 i XHOлогичность. Структурная схема преобразователя представлена на чертеже. Преобра зователь содержит силусно-ко cfffljCHHfl датчик 1 угла, аналоговые запоминающие эпемег1ты 2, 3, 4 н 5, нн вертор 6, сумматоры 7 н , масштабные блоки 9 и 10 резисторов, комларлтор 1-1 блок 12 управления, регистр 13 старших .разрядов, формнровагель 14 кодов млад. ших разрядов, ключи , гвреключа5 ль 23. Каждый блок 9 и 10 резисторов пред ставляет собой депочку последовательно |9оедШ1енных реэнсторов определенных но мннал ов с параллелы о соединенными клю 4etMM. В pa30MKiiyicx M состоянии находится толысо од15н шиоч, а остшшные замкну™ тые и иаунтируют соответствующие резис торы, номШ1алы которых . пропорциональ ) ,,,где I 3, 4, 5 . . , U (tt -количество разрядов выходного кода). Компаратор 11 является индикатором напряжения, действующим на его входе. Блок 12 управления обеспечивает необходимое взаимодействие всех блоков преобразователя. Формирователь 14 кодов младших разрядов представгшет собой комбинацию двух взаимодействующих perncTpoiB, один из которых является сдвигающими служит для управле нша ключами блоков 9 и 10 резисторов. 61 24 второй является выходным и служит ля записи и хранения младщих разрядов ода угла. Перед началом цикла преобразования лючи 15-22 разомкнуты, все регистры бнулены, В МО мент tg сигналом с блока 12 управления ключи 15, 16, 17, 18 за мыкаются и выходные напряжения анало- говых запоминающих элементов 2-5 повторяют соответствующие выходные напряжения датчика 1. В момент выходные напряжения датчика 1 достигают своих, пиковых значений, ключи 15-18 размыкаются, и на выходах i Запоминающих элементов 2-5 н сумматоров 7,° 8 сохраняются напряжения постоянного тока, пропорциональные синусу н косинусу угла поворота. последовательного под кпючения входа компарат ра 11 через i ключ 23 к выходам сумматоров 7 и 8 по полярности напряжений определяются два старщих /Ь J И р 2 разряда выходного ко да угла. Код старших разрядов, записываеччзя в регистр 13. В следующих тактах производится формирование младших двоичных разрядов выходного кода, представляющих X-hf.-|-;, где Ш номер квадранта. Для угла oG j справедливо соотношение. . /i ( Определение младших разрядов кода yrriQ производится путем дискретного по ворота против часовой стрелки вектора KJ , представленного своими проеки и If до совпадения с выбранной коордннаП1ой осью. При этом, если после пробного поворота вектора 7 на угол 11 / 2 выбранная проекция не изменяла свой знак, то /Э j 1, В противном случае О. Для нахождения разряда ft « , соответствующего необходимо осуществить первый пробный, поворот вектора Т на угол U/2 в соответствии с уравнениями /ft 1Гх;«и,. yi-icos которые после математичеежих преобразований можно записать з - xf-i-i / (3) где через % И Uv обозначены QBUB значения проекций, которые в l/соэ этп больше соответствующих значенийiTjHOJ Соотношения (3) реализуются с помощыо сумматоров 7 и 8, по одному из входов которых включены блоки резисторов 9 и Ю, а номиналы резисторов блоков 9 и Ю изменяются по закону б гр: ; . Для определения значения третьего |)азряда PJ замыкаются ключи 19 и 2О, В зависимости от кода старших разрядов р блок 12 управления «зерез переключатель 23 соединяет вход компаратора 11 либо с выходом сумматора 8 (w О. nt 2), либо с выходом сумматора 7 (,т 1,W З). Изменение знака выбранной нроекции регистрируется комларатором 11 совместно с блоком 12 управления. Если проекция не изменила осевого знака1(Тор 1, что и фиксируется в старшем разряде формирователя 14. Для перехода к нахождению следующего разряда й. необходимо эа{)иксйровать новое положение с аектора . Замыкаются ключи 21 и 22, затем ключи 19 и 2 О размыкаются, а кшочи 16 и 18 замыкаются. В результате выходные напряжения сумматоров 7 и 8 пе реписываются в запоминающие элементы 3и 5 для использования в следующем такте работы преобразователя. Если после поворота вектора на угол 11/4 проекция 51эменкла свой знак, то рз i старые значенуш напршкений запоминающих элементах 3 и S сохраняются в следующем такте работы преобра зователя при нахождении значения ржиряда р . Аналогичным путем: определ5потся и все остальнь е И: разрйды выходного, ко да. Такой преобразователь угла поворота вапа Б код, осушествляющий формирование младших разрядов кода угла путем поразрядного взвешивания выходных Сигналов синусно-косинусного датчика угла с помощью управляемых блоков резисторов, двух сумматоров и одного ком паранхэра, достаточно прост и обладает высокой точностью. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, -содержащий синусно-косинусный датчик угла, каждый из выходов которого через два последовательно соединенных ключа подключен к переключателю, соединенному через комларатор с блоком управления, выходы которого подключены к регистру старщих разрядов, формирователю кодов младщих разрядов и к управляющим входам ключей, выходы регистра старщих разрядов подклйзчены к другим входам блока управления, а выходы формирователя {содов младщих разрядов подключены к управииощим входам двух мае-, щтабных блоков, другие входы которых соединены с выходами пятого и щестого ключей соответственно, седьмой и восьмой ключ, два сумматора, инвертор, о т- личаюшийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены четыре запоминающих элемента, а масщтабные блоки выполнены из последовательно включенных резисторов, общая точка первых двух ключей через последоватёлыю соединенные первый запоминающий элемент, седьмой ключ и второй запоминающий 3neN«eHT подключена к одному входу первого сумматора, а через инвертор - входу щестого ключа, общая точка вторых jusyK ключей через последовательно соединенные третий запоминающий элемент, восьмой ключ и четвертый запоминающий элемент подключена к одному входу второго сумматора и к входу пятого ключа, выходы масштабных блоков подключены к другим входам сумматора, выходы которых соединены . с входами переключателя, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США № 3505669, кп. 34О™347, от О7.О4.7О/ 2, Г, Шм:пд, Устройство и принцип действия преобразователей аналог-код, перевод ГОНТИ № 42il(7l), с. 227228, рис. 1У,18, 3, Г. Шмид Устройство н принцип действия преобразователей аналог-код, перевод ГОНТИ NO 4211(71). с. 258265, рис. 1У.37.