Устройство для получения импульсных последовательностей Советский патент 1979 года по МПК H03K1/00 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в устройствах автоматики. Извеетно устройство для получения импульсных последовательностей, которое содержит вращающийся диск-датчик с зубцами и катушку, подключенную к усилителю 1. Недостатокэтого устройства за-ключается в низкой помехозащищенности. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для получения импуль.сных пос ледовательностей , содержащее гейёратор импульсов, выполненный в виде механического датчика (например,шай бы-даска, оснащенной по окружности зубцами с.расположенными между ними зазорами) и детекторной головки, снабженной, по меньшей мере, двумя индуктивными элементами, мимо которых проходят зубцы и зазоры механического датчика 2. Однако это устройство не обеспечивает подавления помех, появляющихся в результате вибраций, воздействующих на датчик импульсов. Цель изобретения - подавление помех, появляющихся в результате виб раций, воздействующих на датчик импульсов. Для этого в устройстве для получения импульсных последовательностей, содержащем генератор импульсов, выполненный в виде механического датчика (например, шайбы-диска, оснащенной по окружности зубцами с расположенными между ними зазораьот) и детекторной головки, снабженной, по меньшей мере, двумя индуктивными элемент а№1,мймб кбтЬрЬ Х проходят зубцы и зазоры механического датчика, по крайней мере, одна катушка в детекторной головке подключена к источнику напряжения модуляции, оба индуктивных элемента пространственно смещены относительно друг друга в направлении вращения зубцов и зазоров на ширину зазора или зубца и включены по дифференциальной схеме; в устройство введены фазовый дискриминатор о порогом срабатывания и RS-триггер, входы которого подключены к выхЬдам фазового дискриминатора, входы которого соединены с включенными по дифференциальной схеме индуктивными элементами и источником напряжения модуляции. 3 Детекторная головка снаёжена дополнительны.1и индуктивными элементаJ ми Для генерирования и регулирования индуцированных напряжений несущей частоты относительно фазы или величины. Эффективная для генериоования вспомогательных импульсов величина элементов датчика импульсов, в осо бенности зубцов и зазоров, по меньшей мере, в два раза больше, чем эффективная для генерирования основных импульсов величина элементов датчика импульсов, в особенности ширина зубцов и зазоров., Эффективная для генерирования всп могательных импульсов величина индуктивных элементов, в особенности и эффективная ширина, по меньшей мере в два раза больше, чем эффективная для генерирования основных импульсов величина индуктивных элементов, в ос бенности их ширина. Ширина зубцов и зазоров (Z, К, Y G, FI) в каждом случае меньше двойной эффективной ширины и больше поЛ;овины эффективней ширины (W, S; V, Q) соответствующих индуктивных элементов т.е. 1/2 . 2 W или 1/2 2S или 1/2 2V или 1/2 или 1/2 2Q, Ширина зубцов и зазоров (Z, К; Y, G, Н) в каждом случае равна эффек тивной ширине (W, S; V, Q) соответствующих индуктивных элементов, т.е или или или ,-Предназначенные для генерировани основных импульсов индуктивные элементы включены в эффективную поверх . ность, по меньшей мере, одного из индуктивных элементов для генерирова ния вспомогательных импульсов или же наложены; на этой поверхности. Для индуцирования дополнительного напряжения, перестраиваемого по а.Мп литуде и фазе в зависимости от положения юстировочного зубца, в устройство, кроме индуктивных элементо введена другая пара индуктивных эле ментов, включенная в дифференциальную схему и расположенная вне рблас тидатчика. Для компенсации.температурного ухода напряжения срабатывания фазов го дискриг/шнатора, в него введен источник напряжения, имеющий такой же температурный уход, что и фазовый дискриминатор. На фиг. 1 схематически изображен предложенный датчик; на фиг, 2, 3, 4 - варианты исполнения детекторных головок; на фиг. 5 - с помощью графика изображена серия импульсов, получаемая от детекторной головки фиг. 2; на фиг 6, 7, 8 - серии импульсов, формируемых из импульсов фиг. 5; на фиг. 9 - серия импульсов получаемых от детекторной головки фиг. 3; на фиг. 10 - функциональная схема устройства для обработки им6пульсной последовательности фиг, 9; на фиг, 11 - характеристики напря жения при применении детекторной головки фиг. 4 на Фиг. 12 показан датчик с применением дополнительных катушек; на Фиг, 13 - схема катушек датчика фиг. 12;- на фиг. 14 функциональная схема устройства для обработки импульсной последовательности от датчика фиг, 12 и фиг. 15; на фиг, 15 частично показан датчик с применением дополнительных катушек на фиг. 16 и 17 - электрическая схема соединения катушек датчика фиг. 15, Устройство для получения импульскГых последовательностей содержит, генератор импульсов, выполненный в виде механического датчика (например, шайбы-диска 1, оснащенной по, окружности зубцами 2 и зазорами 3, расположенными мезвду ними) и детекторной головки 4/ снабженной кндуктнвнь1ми элементами (катушками) 5, 6, мимо которых йрокодят зубцы 2 и зазоры 3. Катушка 7 в детекторной головке 4 подключена к источнику напряжения модуляции, индуктивные элементы (катушки) 5 и 6 пространственно.смещены относительно друг друга и направлении вращения зубцов 2 и зазоров 3 на ширину зазора 3 или зубца 2 и включены по дифЬеренциальнрй схеме. В устройство введены фазЬвый дискриминатор 8 и RS-триггёр 9 (фИг, ГО), входы которого подключены к выходам фазового дискримйнатора 8, входы 10-12 которого соедяйёны с вклгаченныгда по дифференциальной схеме .индуктивн ими элементами (катувжами) 5, б и источником напряжения модуляции (вход 11). Детекторная .голОвка 4 (фиг. 12) содержит дополнительные индуктивные элементы (катушки) 13, 14 (фиг. 13). Эти катушки необходимы для генерирования вспомогательных импульсОв, Их можно использовать и для регулирова-. ния индуцирования найряйения несущей частоты относительно их фазы. Обмотки датчика (фиг. 15) расположены в плоскостях, параллельных плоскости шайбы-диска 1, Эффективная для генерирования вспомогательных импульсов величина элементов датчика импульсов (ширина зубцов 15-Z и зазоров IG-K), по меньшей мере, в два раза больше , чем эффективная для генерирования основных импульсов величина элементов датчика импульсов (ширина зубцов - Y, G и зазоров - Н) (фиг. 12, 15). Эффективная дляГенерирования вспомогательных импульсов величина индуктивных элементов (катушек) 13, 14 (W, S), по меньшей мере, в два раза больше, чем эффективная для генерирования осйовных импульсов величина индуктивных элементов (катушек) 5, 6 (V,Q). Шириназубцов 2, 15 и зазоров 3, 16 (Z, к; Y, G, Н) в каждом случае

меньше двойной эффективной ширины и больше половины эффективной ширины соответствующих индуктивных элементов 5, б и 13, 14 (W, S; V, Q), т.е. 1/2 или 1G или 1/2 или 1/2 Q G :2Qилнг/2Q H 2Q

Ширина зубцов 2, 15 и зазоров 3, 16 (Z, к; У, Gf Н) гложет быть в каждом случае равна эффективной ширин е соответствующих индуктивных элементов (катушек) 5, б, 13, 14 (W, S; V, Q), т.е. , , или .

В датчике (фиг. 12, 13) индуктивные элементы (катушки) 5 и б включены в эффективную поверхность индуктивного элемента (катушки) 13, а. в датчике (фиг. 15, 16, 17) катушки 5 и 6 наложены на поверхность катушек 13 и 14.

Для индуцирования дополнительного напряжения, перестраиваемого по амплитуде и фазе в зависимости от зубца 15, в устройство (фиг. 15) введена другая пара индуктивных элементов (катушек) 17 и 18, включенная в дифференциальную схему (фиг. 14) и расположенная вне области Датчика.

Для устранения температурного ухода порога срабатывания фазового дискриминатора 8 в него введен источник 19 напряжения, имеющий такой же температурный уход, что и фазовый дискриминатор 8.

Выводы 20-25 обмоток катушек 5-7, 13 и 14 (фиг. 13 и фиг. 16, 17) совпадают с одноименными выводами 2025 схемы (фиг. 14).

Устройство для получения импульсных последовательностей работает следующим образом.

Шайба-диск 1 вращается от двигателя внутреннего сгорания или от другого устройства, требующего получения последовательности иг тульсов. В катушках 5 и б наводится ЭДС.(фиг. 5) . Выводы, этих катушек подключены к входам 10 и 12 фазового дискриминатора 8..К входу 11 подключена общая точка соединения катушек 5 и 6, включенных встречно. На выходах 26 и 27 дискриминатора 8 появляются прямоугольные импульсы (фиг. 6 и 7 соответственно) .

На этих импульсах появляются импульсы помехи, обусловленные вибрацией и имеющие вид уаких импульсов, расположенных возле полезных импульсов. Для устранения этого явления полученные импульсы подаются на входы триггера 9, на выходе 28 которого импульсы помехи отсутствуют (фиг. 8). На вход 11 дискриминатора 8 подано также модулирующее напряжение.

Если в качестве детекторной головки применена, головка, изображенная н фиг. 4, то импульсная последовательность на входе дискриминатора будет иметь вид, показанный на фиг. 9. При этом на кэтушку 7 подается высокочастотное напряжение (синусоидальное) , имеющее частоту 1 10 МгГц или 20 МгГц (фиг. 11а)..

Если при этом область катушки 5 перекрыта зубцом 2, то напряжение в катушке будет иметь вид, показанный на фиг. 116. На фиг. 11в показан тот же. случай, когда перекрыта область катушки 6. Если перед катушкой 5 находится зазор 3, а перед катушкой 6 - зуб 2, то напряжение будет иметь вид, показанный на фиг.11г. Аналогично, если против катуШки 5 стоит зубец, а против катушки 6 зазор, то напряже}ше будет иметь вид, показанный на фиг. 11д.

При применении датчиков, изображенных на фиг. 12, 13 и фиг. 15, 16, 17 с катушками 13,- 14 или 17, 18,, дискриминатор 8 выполняется двойным, при этом используются два триггера 9.

Для запитки катушки 7 применяется генератор 29. На выходах 30, 31

триггеров 9 (фиг. 14) формируются последовательности, аналогичные последовательностям импульсов, показанным на фиг. 8. При этом катушки 7 включены синфазно (фиг. 16,- 17), а катушки 13, 14 - противофазно.

Формула изобретения

30

1.Устройство для получения импульсных последовательностей, содержащее генератор импульсов, выполненный в виде механического датчика (например, шайбы-диска, оснащенной по окружности зубцами с расположеннгчми между ним- зазорами) и детекторной головки, снабженной, по меньшей мере, двумя индуктивными элемеятаьда, мимо которых проходят зубцы и зазоры механического датчика, о т л ич ающееся ;тем, что, с целью подавления помех, появляющихся в результате вибраций, воздействующих на датчик импульсов, по крайней мере, одна катушка в детекторной головке подключена к источнику напряжения модуляции, оба индуктивных элемента пространственно смещены относительно друг друга в направлении вращеВИЯ зубцов и зазоров на ширину зазора или зубца и включены по дифференциальной схеме; в устройство введены фазовый дискриминатор с порогом срабатывания и КЗ-триггер,

входы которого подключены к выходам фазового дискриминатора, входы которого соединены с включенными по дифференциальной схеме индуктивными элементами и источником напряжения модуляции.

2.Устройство по п, 1, отличающееся тем, что летекторная х оловка снабжена дополнительными индуктивными элементами для гснорирования вспомогательных импульсов и регулирования индуцированных напряжений

несущей частота относительно фазы или величины.

3.Устройство по п. 2, отличающееся- тем, что эффективная для генерйрован 1Я вспомогатёльйШС итЛпупъсЬз вёлйчШа элементов дачика импульсов, в особенности ширина зубцов и зазоров, по меньшей мере, в два раза больше, чем эффёктиёная для генерирования основных импульсов величина элементов датчика импульсов, в особенности ширина зубцов и зазоров.

4.Устройство по пп. 2,3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что. эффективная для генерирования вспомргатёльных импульсов величина йнйуктивных элементов, в особенности их эффективйая limpHHa, по меньшей мере в два раза больше, чем эффективная для генерирования основных ймпульсой величина индуктивных элементов, в особенности их ширина.

5.Устройство по пп. 3 или 4, отличающееся тем, что ширина зубцов и зазоров (Z, К; Y, G, Н) в каждом случае меньше двойной эффективной ширины и больше половины эффективной ширины (W, S; V, GJ) соответствующих индуктивных элементов, т.е. Ш или

1/2 или 1/2 или 1/2 или 1/2 .

6.Устройство по п. 5, о т - личающ-ееся тем, что ширин зубцов и зазоров (Z, К; Y, G, Н) в каждом случае равнаЭффективной; {W, S; V,G() соответствующих индуктивньах элементов, т.е.. или , или V или

7.Устройство по пп. 2-6,. о т л ич а to ще вся тем, что предназначенные для генерирования основных импульсов индуктивные элементы включены в эффективную поверхность, по леньшей мере, одного из индуктивных элементов для генерирования вспмогательный импульсов или же наложейы йа этой поберхности.

8.Устройство по пп. 1-7, от ли. чаювдееся тем, что, с целью индуцирования .дополнительного напряжения, перестраиваемого по амплитуде и фазе в зависимости от положения юстировочного зубца, в него, кроме индуктивных элементов, введена другая пара индуктивных элементов, включенная в дифференциальную схему1 расположенная вне Области датчика.

9.Устройство по пп. 1-8, отличающееся тем, что, с целью компенсации температурного ухбда напряжения срабатывания фазового дискрйШиГатора, в него введен источник напряженияj имеющий такой же температурный уход, что и фазовый дискриминатор.

Источники информации, принятые в внимание при экспертизе

1..Патент от № 3482560, кл.123148, 09.12.69. .

2.Патент ФРГ № 2010999, кл, 46 К 3/00, 09.03.70.

ЛУ /

г

Уиг.З

Риг f

(Рш S

a .

-« -I-t-f1--I-t--Ч- ii..3a

0 IT гП ЗП 4li STi 57Г TK if

w

L

Vui. JO

ff -K FlF F 3i 1 7iT

-I. tr1-Й--t ST fff ДЯ Я 5TT W TJT

It,

-4- -1i1(

г и ff ЗП «( 5Я 61i 7П fue. 11

J3

22

/-

гз

W/

m

г7

1

r-J

-г/

/4

Ui 17