Преобразователь угла поворота ва-лА B КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может, Ъы-аъ использовано для связи аналогичных источников информации с цифровым вычислительным устройством..Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель , выходы которого через компараторы и элементы И подключены К счетным входам соответствующих Триггеров, выходы которых подключены к установочным входам третьего триггера, генератор импульсов, подключенный через третий элемент И, управляющий вход которого соединен с выходом третьего триггера, к счетчику где формируется выходной код.

Блок управления преобразователя icocTOHT из триггера пуска, счетчика числа суммируемых пачек импульсов и дешифратора. Выходы блока управления подключены к управляющим входам первых двух элементов И. Это преобразователь интегрирующего типа l.

Недостатком известного преобразр вателя является малое быстродействие что ограничивает его использование.

Другой известный преобразователь содержит последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, блок питания и фазовращатель, выход которого через компаратор подключен к управлякяцему входу блока элементов И, информационные входы которого подключены к выходам разрядов делителя частоты. Измерение угла в этом преобразователе производится по мгновенному значению сдвига фазы 2 .

0

Недостатками такого преобразователя являются погрешности, нестабильности блока питания, внешние и внуртенние шумы и значительная поiгрешность квантования.

5

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель,

0 выходы которого через компараторы подключены к установочным входам триггера, генератор импульсов, подключенный через элемент И, другой вход которого соединен с выходом

5 триггера, к счетчику fsj

Недостатком этого преобразователя является.значительная погрешность квантования .и погрешность, вызванная влиянием внешних и внутренних

0 шумов. Цель изобретения - повышение точности преобразователя. поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого подключены к первому и второму компараторам элемент И, входы которого соединены с выходами генератора импульсов и триггера/ введены триггер пуска, управляющий триггер, три дополнитель ных элемента И и реверсивный счетчик один вход триггера пуска соединен с источником команды ПУСК, а выход подключен к одному входу первого дополнительного элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход подклю чен к счетному входу управляющего триггера, один выход управляющего триггера подключен к одному входу второго дополнительного элемента И, к третьим входам элемента И и треть его дополнительного элемента И, дру гие входы которого соединены с выхо дом генератора импульсов и другим входом триггера, а выход подключен к одному входу реверсивного счетчика , другой вход третьего дополнительного элемента И соединен с выходом второго компаратора, а выход подключен к одному входу триггера, выход элемента И подключен к другому входу реверсивного счетчика а другой выход управляющего триггера подключен к нулевым входам триггера и триггера пуска. На чертеже представлена структур ная схема преобразователя угла в ко Преобразователь содержит фазовра щатель 1, выходы которого подключены к компараторам 2 и 3, элемент 4 входы которого соединены с генерато ром 5 импульсов и выходом триггера триггер 7 пуска, один вход которого соединен с источником 8 команды ПУСК, а выход подключен к одному входу первого дополнительного элемента 9 И, другой вход которого сое динен с вьлходом компаратора 2, а выход подключен к счетному входу управляющего триггера 10, один выхо триггера 10 подключен к одному входу второго дополнительного элемента 11,И, к третьим входам элемента 4 И и третьего дополнительного элемента 12 И, другие входы которого соединены с выходом генератора 5 импульсов и другим выходом триггера б, а выход подключен к одному входу реверсивного счётчика 13, другой вход элемента .11 И соединен с выхо дом компаратора 3, а выход подключен к одному входу триггера б, вых элемента 4 И подключен к другому в ду реверсивного счетчика 13, а дру гой выход триггера 10 подключен к нулевым входам триггеров б и 7. Преобразователь работает следуюим образом. Фазовращатель 1 преобразует угол поворота вала в сдвиг по фазе двух синусоидальных сигналов. Компаратор 2 формирует из этих сигналов последовательность старт-импульсов, а компаратор 3 - последовательность стоп-импульсов, В исходном состоянии элементы 9 и 11 И закрыты, триггеры 6,7 и 10 и реверсивный счетчик 13 находятся в состоянии О. По команде ПУСК триггер 7 устанавливается в состояние 1 и открывает элемент 9 И для прохождения старт-импульсов на счетный вход триггера 10. По первому, следующему после команды ПУСК, старт-импульсу триггер 10 устанавливается в состояние 1 и открывает элементы 11 и 12 И. Выходные импульсы генератора 5 поступают через элемент 12 И на вход сложения реверсивного счетчика 13. Следующий после этого стоп-импульс проходит через элемент 11 И и устанавливает триггер б в состояние 1, элемент 12 И закрывается, а элемент 4 И открывается. Выходные импульсы генератора 5 поступают через элемент 4 И на вход вычитания реверсивного счетчика 13. По приходу следующего старт-импульса триггер 10 устанавливается в нулевое состояние и устанавливает в это же состояние триггеры б и 7. Цикл преобразования заканчивается. Выходной код снимается с прямых выходов реверсивного счетчика и ин.версыого выхода триггера знака, входящего в состав реверсивного счетчика. В предложенном преобразователе за цикл его работы производится двойное измерение угла: от стартдо стоп-импульса в прямом коде и от стоп- до старт-импульса в дополнительном коде. Результаты обоих измерений складываются. Длительность цикла преобразования от команды ПУСК до окончания преобразования как и в-прототипе не превьшает двух периодов старт-импульсов. Скважность импульсов генератора 5 выбирается равной 0,5. Синхронизация старт- и стоп-импульсов с импульсами генератора 5 не производится. В результате предложенном преобразователе по сравнению с прототипом уменьшается вдвое погрешность квантования, а также уменьшается влияние внешних и внутренних шумов. Работоспособность преобразователя подтверждается примерами. Пусть период старт-импульсов равен восьми периодам генератора 5. Временной интервал между старт- и стоп-импульсами соответствует пяти периодам генератора 5, а временной интервал между стоп- и старт-импульсами соответствует трем периодам. Число разрядов реверсивного счетчика 13 выбирается равным трем (без учета знакового разряда). Если стопимпульс находится в паузе между пятым и шестым импульсами генератора 5 , то в конце цикла измерения на реверсивном счетчике 13 будет код, равный , В знаковом разряде будет О.Поскольку выходной код снимается с инверсного выхода триг,гера знака, то значение выходного кода будет равно , что соответствует суммарному коду двух периодов от старт- до стоп-импульсов.

Если передний фронт стоп-импульса совпадает с пятым импульсом генератора 5, то код на реверсивном счетчике 13 будет равен . В знаковом разряде будет О. Значение выходного кода будет равно , что также соответствует суммарному коду двух периодов от старт- до стоп-импульсов. Из этого примера наглядно видно увеличение разрешающей способности преобразователя, чт снижает погрешность квантования.

Если временной интервал от стартдо стоп-импульсов соответствует трем периодам генератора 5, а временной интервал между стоп- и стартимпульсами соответствует пяти периодам, то код реверсивного счетчи}са 13 в конце цикла будет , что соответствует коду 6 для трех.разрядного счетчика. Триггер знака будет в состоянии 1. Значение выходного кода будет равно 6, что соответствует суммарному коду двух временных интервалов. Если временной интервал от старт- до стоп-имnyjjbCOB равен 2,5 периодов генератора 5 (стоп-импульс совпадает с третьим импульсом генератора 5), то выходной код трехразрядного преобразователя будет равен 5, т.е. (). Аналогичным образом можно проследить работу преобразователя при любом расположении старт- и стоп-импульсов.

Кроме того, в таком преобразователе уменьшается погрешность от мгновенной нестабильности старт-импульсов, вызванной влиянием внешних и внутренних шумов, Это происходит потому, что в одном цикле преобразования производится измерение двух временных интервалов между од{ним и тем же стоп-импульсом и двумя различными старт-импульсами, а выходной код равен сумме этих временных интервалов.В предлагаемом преобразователе повышена его точность при сохранении быстродействия.

Формула изобретения

10

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого подключены к первому и второму компараторам, элемент И, входы которого соединены с выходами

15 генератора импульсов и триггера, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены триггер пуска, управляющий триггер, три дополнительных элемента И и реверсивный счетчик, один вход триггера пуска соединен с источником команды ПУСК, а выход «одКлючен к одному входу первого дополнительного элемента И, другой

5 вход которого соединен с выходом компаратора, а выход подключен к счетному входу управляющего триггера, один выход управляющего триггера подключен к одному входу второ. го дополнительного элемента И, к

третьим входам элемента И и третьего . дополнительного элемента И, другие входы которого соединены с выходом генератора импульсов и другим выходом триггера, а выход подключен

5 к одному входу реверсивного счетчика, другой вход третьего дополнительного элемента И соединен с выходом второго компаратора, а выход подключен к одному входу триггера, выход элемента И подключен к другому входу реверсивного счет- чика, а другой выход управляющего триггера подключен к нулевым входам триггера и триггера пуска.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

3.Там же, с. 154, рис. 78 (про Сотип) .