Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/04 

I

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в цифровых системах управления и устройствах аналогичного назначения для получения цифровой информации об угле поворота быстровращающегося вала.

Известен преобразователь угла поворота вала в код 1, содержащий генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, фазовращатель, формирователь фазового импульса схемы совпадения, реверсивный счетчик, счетчик с переменным коэффициентом пересчета, блок коэффициентов, схему выявления величины и знака приращения угла.

Недостатком такого преобразователя является увеличение погрешности преобразования при линейной экстраполяции входного сигнала.

Наиболее близким по технической, сущности к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код 2 содержащи последовательно соединенные делитель частоты,блок питания , фазовращатель, формирователь фазового импульса, к входу которого

подключен выход генератора импульсов, который соединен с первыми входами преобразователя код-частота и блока приращения угла, выход формирователя фазовых импульсов соединен со вторым входом блока приращения угла и первым входом блока элементов И, второй вход которого соединен с другим выходом делителя частоты, выход блока элементов И соединен с первым входом реверсивного счетчика, знаковый вход которого, первый вход первого элемента И и инверсный вход второго элемента И соединены с первым выходом блока приращения угла, второй выход которо го подключен ко второму входу преобразователя код-частота, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, единичный выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, а инверсный выход триггера соединен с прямым входом второго элемента И.

Недостатком этого преобразоватег.я является увеличение погрешности квантования по уровню при линейной экстраполяции входного сигнала.

Целью изобретения яйляется иовынтетю точости преобразователя путем yмeньнJeния погешности квантования но уровню при линейой экстраполяции.

Это достигается тем, что в предлагаемый реобразователь введены триггеры, элементы И, элемент ИЛИ, блок поправок, один ход которого соединен с единичным выходом торого триггера, а Другой вход с единичным ыходом первого триггера, выходы первого и Q торого элементов И через элемент ИЛИ соеинены со счетным входом второго триггера выход генератора импульсов подсоединен к счетному входу третьего триггера, инверсный выход которого соединен со счетным входом четвертого триггера и входом третьего элемента И, прямой вход третьего триггера соединен со входом четвертого элемента И, инверсный выход четвертого триггера соединен со входом делителя частоты и входом пятого 20 элемента И, прямой выход четвертого триггера соединен со входом шестого элемента И, другие входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с выходом формирователя фазовых импульсов, выходы 25 третьего и пятого элементов И соединены с нулевыми входами первого и второго триггеров соответственно, выходы четвертого и шестого элементов И соединены с единичными входами первого и второго триггеров соответственно, 30 выход блока поправки соединен со вторым входом реверсивного счетчика.

Функщюнальная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Преобразователь содержит генератор 1 им- 35 пульсов, делитель 2 частоты, блок питания з; фазовращатель 4, формирователь 5 фазового импульса, бло-к 6 элементов И, реверсивный счет1шк 7, блок 8 поправок, , триггеры 9-12, элементы И 13-18, элемент ИЛИ 19, пре- 40 образователь 20 код-частота, блок 21 приращения утла.

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 через триггеры 9, 45 10 поступают на делитель 2 частоты, имеющий коэффищ1ент пересчета 2. В блоке питания вьфабатывается синусоидальное квадратурное напряжение питания фазовращателя 4.

Синусоидальное напряжение с выхода фазо- 50 вращателя 4, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения фазовращателя 4 на угол, равный развороту ротора фазовращателя 4, поступает на формирователь 5 фазового импульса. Формирователь 5 формирует в момент перехода синусоидального напряжения через нуль от отрицательного к положитель{гому значению импульсы.

Импульсы с формирователя 5 поступают на вход блока 6 элементов И, на вторые входы которых поступают импульсы с делителя 2 частоты, являющегося временной шкалой преобразователя. С блока 6 элементов И кодовый эквивалент угла поворота ротора фазовращателя 4 записывается в реверсивный счетчик 7 (выходной регистр преобразователя) текущее значение угла.

Для компенсадаи динамической ошибки преобразователя, обусловленной изменением BXJDAного сигнала на интервале преобразования при скоростях вращения ( СО - ), производится линейная экстраполяция путем прогнозирования следующего значения входного сигнала по текущему значению приращения и текущему значению входного сигнала.

В блоке 21 приращения угла измеряется зна и величина приращения угла за время преобразования, как разность фаз между соседними фазовыми импульсами. Кодовый эквивалент приращения угла преобразуется в преобразователе 20 код-частота в импульсы, равномерно расставленные на интервале преобразования, число которьгх равно коду приращения угла и вводится в реверсивный счетчик 7. Текущее значение угла в дополнительные разряда переписьшаются с триггеров 9, 10, временной шкалы через элементы И 15-18, фазовым импульсом формирователя 5 соответственно в триггеры 11, 12. В промежутках между соседними фазовыми импульсами импульсы с выхода преобразователь 20 код-частота поступают на счетный вход триггера и затем через элементы И 13 и 14 с учетом знака приращения угла, который заводится на второй вход элемента И 13 и инверсный вход элемента И 14 и элеме 1т И1Ш 19 на счетный вход триггера 12.

Затем информация с дополнительных разрядов (триггеры 11 и 12) округляется в блоке 8 поправки и вводится в реверсивный счетчик 7 с учетом знака приращения угла.

Таким образом, благодаря уменьщению шага квантования по уровню в блоке 21 приращения угла и текущего значения с последующим округлением повышается точность преобразования преобразователя с экстраполяцией.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, блок питания, фазовращатель, формирователь фазового импульса, к входу которого подключен выход генератора импульсов, который соединен с первыми входами преобразователя код-частота и блока приращения угла, выход фор5, мирователя фазовых импульсов соединен со вторым входом блока приращения угла и первы входом блока элемента И, второй вход которо го соединен с другим выходом делителя частоты выход блока элементов И соединен с первым входом реверсивного счетчика, знаковый вход которого, первый вход .первого элемента И и инверсньш вход второго элемента И соединены с первым выходом блока приращения угла втор вьгход которого подключен ко второму входу преобразователя код-частота, выход которого соединен со счетным входом первого триггера единичный выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, а инверсный выход триггера соединен с прямым входом второг элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены триггер, элементы И, элемент ИЛИ, блок поправок, один вход которого соединен с единичным выходом второго тргатера, а другой вход с единичным выходом триггера, выход первого и второго элементов И через элемент ИЛИ соединены со счетным входом триггера, выход генератора импульсов подсоеди9нен к счетном} входу третьего триггера, инверсный выход которого соединен со счетным входом четвертого триггера и входом третьего элемента И, прямой выход третьего триггера соед1шен со входом четвертого элемента И, инверсный выход четвертого триггера соединен со входом делителя частоты И входом пятого элемента И, прямой выход четвертого триггера соединен со входом шестого элемента И, другие входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соеш1нены с выходом форшфователя фазовых импульсов, выходы третьего и пятого элементов И соединены с нулевыми входами первого и второго триггеров соответственно, выходы четвертого и шестого элементов И соединены со единичными входами первого и второго триггеров соответственно, выход блока поправки соединен со вторым входом реверсивного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР К 487405, кл. G 08 С 9/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 525987, л. G 08 С 9/04, 1974 (прототип).