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

pa импульсоБ, a выходы через вентили тодключены к (Другим делителям. Выходы одного 1ИЗ этих делителей Чвр.ез эле-мент сравнения подключе-ны К другим входа-м вентилей, а выходы другого делител я подключены к .выходнОМу .ре-гистру 3.

Недостатком известного устройства является его сложность И низкое быстродействие. Для ВыпоЛНения агааращви деления .необходимы трИ регистра, четыре 1счетчика и блок сравнения, ;разрЯ1Я,ность 1которых paiBHa раз.рядности счетчика перЯЦда. О-иера-ция деления вь :пол;няется в два этапа. На первом этапе |фОрми)уют код периода и мод временного интервала, а на втором iTane выполняют операцию деления, длительность которой определяется величиной кода Л,.„. |В реМе,нного интервала. Поскольку частота выходных имтульсов делителя частоты на код временного интервала в VU.H. раз :меньше частоты тактовЫХ импульсов, то .оиераиия деления занимает значительное время.

Цель изобретения - уп:роп1ение преобразователя и :11С1вышен;ге его быстродействия.

Носта|Вленная цель достигается тем, что в преооразователь угла поворота вала в ход введены бло.к элементов И, двоичный у м;нОЖ1и те л ь, синхрон и затор, р ев е р си в и ы и счетчик, триггер, элементы задержки и ИЛН. Выход формирователя старт-имяульсов подключен к одкОМу из входов блока элементов Н Непосредственно .и к о,л,ному из входов счетчика 1пер(иода через элемент задерл ки, выход которого соединен с другим входом бло-ка элементов И. Выход генератора импульсов подключен к одним из ВХОдо-в двоичного умяожител.я и эле.мента И и другому входу счетчика периода. Выход двоичного умножителя соединен ic одним из вхОД01В синхронизатора, другой вход которого объединен с одним из входов элемента ИЛН .и П0дключе.н к первОМу выхо,ду измерителя вре менных интервалов, второй и третий выходы которого соединены соответстввЕно с пер-выми входами реверсивнопа счетчика и триггера, выход которого соединен с другим входом эле.мента Н. Выход элемента И подключен к друтогму входу элемента НЛН, выход которого соединен с друпим входом счетчика точного отсчета. Выходы синхронизатора подключены к второму и третьему входам реверoHBHioro счетчика, выход котор.ого соединен 2 вторым входОМ триггера, третий вход которого соединен с источником команды «Пуск.

Такой преобразователь позволяет значительно со К1ратить объем оборудовалия и новысить быстродействие.

На чертеже показана структурная схема 1прео бразователя угла в код.

Преобразователь содержит фазовращатель 1, выходы (которого через фор мироваель 2 старт-импульсов и формирователь 3 стан-И1М1пульсов подключены к измерителю временных интервалов. Генератор 5 импульсов подключен к третьему входу измерителя 4 временных интервалов, к счетчику 6 периода, к счетному входу двоичного у.множителя 7 и через последовате.льно вклюггенные элемент И 8 л элемент НЛИ 9 - к входу сч етчи1ка W точного отсчета. Выходы разрядов счетчика 6 периода через блок // элементов И подключены IK входам разрядов двоичного умножителя 7, выход которого через сияхронизатор 12 подключен к в.ходу сложения реверсивного счетчика 13. Первый выход пЗ|Мерителя 4 временных интервалов подключен .к входу начальной установки реаерсив.ного .счетчика 13, второй выход - к другим входам элемента ИЛН 9 и синхронизатора .1.2, третий выхад - к единичнОМу входу триггера 14. Нсточ1ник 15 команды «Пуск подключен к четвертому входу измерителя 4 временных интврва„10 В, к шходу начальной установки счетчика 10 точного отсчета и IK нулевому Входу триггера 14, единичный выход которого подключен к управляюш,ему входу эле.мента И 8. Другой выход синхронизатора J2 подключен к входу вычитания реверCHBiHoro счетчика 13, выход которого подключей к нулево1М у входу триггера 14. Выход фор.мирователя 2 старт-импульсов подключен к управляющему входу блока // элемептов И и через элемент 16 задержки - к выходу .начальной устано вки счетчика 6 периода.

Прео|бразователь работает следующим образом.

На выходе фазовращател я / вырабатываются сигналы, сдвинутые по фазе на величину, пропорциональную углу поворота входЮго вала. Формирователи 2 и 5 выра|батывают старт- и стоп-импульсы из выходных сигналов фазовращателя /. Счетчик 6

периода непрерывно .считает выходные импульсы генератора 5. По каждо,му стартимпульсу содержимое счетчвка 6 через блок // элементов Н переписывается в регистр двоичпого умножителя 7. После этого счетч.нк 6 периода устанавливается в «О выходным сигналом элеМента 16 задерж к«. В результате ino каждо-му стартимпульсу IB репистр двоичного умножителя за писываетоя ко.д //„ периода выходного

сигнала фазовра.щателя /. В двоичном умножителе 7 производится умножение частоты /г.и. генератора 5 импульсов на код Л пВыходная частота /д.у. двоичного умножителя 7 имеет вид

f -

/Л.у./г.и. дг J

о

где - емкость счетчика двоичного мноЖ(Ител.я. По (команде «Пуск производит .я лстано эка счетчика 10 точного отсчета и триггера 14 в «О. Первый старт-ИМлульс пОСле комаиды «Пуск производит установку в «О реверсивного счетчика 13. На выходе «зл ер и те ля 4 «ременных интервалов формируется одна или несколько пачек импульсов в зависимости от режима работы измерителя 4. Импульсы «аждой (пачки поступают через элемент ИЛП 9 на 1ВХОД счетчика 10 точного отсчета и на вход синхроичизатора 12. Частота импульсов в пачке равна /,.„ Если на вход синхронизатора 12 одновременно поступают выходные импульсы измерителя 4 временных интервалов и двоичного умножителя 7, то на выходе синхрон из а тар а импульсов нет. Если в момент прихода импульса с двоичного умножителя 7 импульс с измерителя 4 отсутствует, то выходной импульс синхронизатора поступает на вход сложения реверсивного счетчика. При отсутствии импульса с двоичного умножителя 7 в момент прихода импульса с из мерителя 4 выходной импульс синхронизатора поступает на вход вычитания реВерсивнОГО счетчика. Поскольку частота /.н. больше частоты /,,.., то за время воздействия 1пачки импульсов реверсивный с-четчик работает па вычитание. Момент окончания пачки импульсов соответствует фор.мированию стоп-имиульса. При этом триггер 14 устанавливается в состояние «1 сигналом с третьего выхода измерителя 4 и открывается вентиль 8, выходные импульсы которого, следующие с частотой /г.н., подсчитываются счетчикОМ 10 точного отсчета. На вход сложения реверсивного счетчика 13 с выхода син.хронизатора 12 поступают импульсы с частотой /д.у.. Когда реверсивный счетчик 13 устанавливается в «О, на его выходе формируется импульс, устанавливающий триггер 14 в состояние «О. При измерении угла по мгновенному значению сдвига фазы цикл измерения заканчивается. Время t между Старт-мпульсом начала счета и нулевым значением юевероивного счетчика определяется выражением .и. „ .и. Л/о /я.у. /г.и. где .и-ЧИСЛО импульсов в пачке, соответствующей временному интервалу от старт- до стоп-импульса. Код в счетчике 10 точного отсчета в конце И3мерен1ия N t. /г.и. в рез лыате погрешность от изменения частоты выходных сигналов фазовращателя компсмсируетоя. Если измеритель 4 временных интервалов интегрирующий, т. е. фор.мирует несколько пачек импульсов за время а1змерения одного значения угла, то старт-импульс следующего временного интервала устанавливает реверсивный счетчик в «О, и ЦИ1КЛ 1змерения повторяется. В 1счетчик 10 точного отсчета заносится код следующего мгновенного значения угла поворота. В конце из:мерения в счетч;1ке 10 точното отсчета представляется код среднего значения угла поворота вала за время измерения. Поскольку частота ;выходных импульсов двоичного умнож1ителя 7 предлагаемого преобразователя значительно выше частоты выходных импульсов делителя частоты известного, а процесс вычисления производится одновременно с процессом измерения, то быстродействие предлагаемого преобразователя значительно выше известно О. Двоичный умножитель предлагаемого преобразователя состоит из регистра, счетчика, блока элементов П .и элемента ПЛИ. Число разрядов двоичного умножителя равно числу разрядов счетчика периода. Число разрядов реверсивного счетчика не превышает трех. В известном преобразователе число разрядов всех регистров, счетчиков и блоков сравнения рав;;.;) числу разрядов счетчика периода. Таким образом, оборудоваиие, необходимое для выполнения оиерации деления в (Предлагаемом преобразователе почти в половину меньше оборудования, иредназначеннэго для тех же целей в прототипе. Преимущество предлагаемого преобразователя перед известными преобразователями аналогичного назначения выражается в повышенном быстродействии. Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя состоит в сокращении оборудования и упрощении процесса проведения его иснытаний. Ф о р мула и 3 о б р е т е н и я Преобразователь угла поворота вала 5 код, содержащий фазовращатель, выходы которого через формирователи старт- и стои-импульсов подключены соответственно к первому и второму входа м измерителя временных интервалов, генератор импульсов, подключенный к третьему сходу измерителя временных интервалов, счетчик периода, элемент И, источник колтнды «Пуск, подключенный к четвертому входу измерите.тя временных интервалов и к вхоу -начальной установки счетчика точного тсчета, отличающийся тем, что, с

целью упрощения и повышения оыст.родеиствия преобразователя, в пего введены блок элементов И, двоичный умножитель, си:нХ1ропизатор, реверсиВНый счетчик, триггер, .элементы задержки и ИЛИ, выход формирователя старт- имнульсов подключен к одному из входов блока эле.ме,нтов И нагюоредсивекно и .к одному из входов счетчика периодов через элемент задержки, выход котор.ого соединен с другим входом блока элементов И, выход генератора Имлульсов подкл1Очен К одниМ из входов двоичного умножителя и элемента И к другому входу счетчйка периода, выход двоичного умножителя соединен с одннм «з входов сипхронизатора, другой вход которого объединен с одним из входов элемента ИЛИ и подключен /к лервому выходу измерител я временных интервалов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с

первыми входами реверсивного счетчика и триггера, выход -которого соедикен с другим входом элемента И, выход элемента И подключен к другому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с другим входом счетчика точного отсчета, выходы сиихронизато.ра подключены к второму и третьему входам |реверси вного счетчика, выход которого соединен с вторым входом триггера, третий вход которого соединен с источником команды «Пуск.

Источники 1Информа|Ц|ИИ, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР Ло 345500, :кл. G 08 С 9/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 402827, кл. G 01 R 25/00, 1972.

3.Патент США 3663956, кл. 324-83, 1972.