Преобразователь сдвига фаз вКОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ В КОД

I

Изобретение относится к автомги-ике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных информационных и управляющих системах с цифровыми вычислительны- NM машинами.

Известен преобразователь угла поворота вала в код с промежуточным преобразованием угол-фаза, содержащий генератор импульсов, соединенный с входом делителя частоты, .первый выход которого через последовательно соединенные формирователь синусоидального питания, фазовращатель и формирователь фазового сигнала соединен с одним из входом первого элемента И, другие входы которого соединены с выходом блока сравнения и одновибратора, а выход - с первым входом второго элемента И. второй вход которого соединен со вторым выходом Делителя, выход второго элемента И подключен к дешифратору, выходы которого чеоез элементы ИЛИ

соединены с входами двухразрядного реверсивного счетчика, выход которо соединен с входами блока сравнения и одновибратора р .

Недостатком такого преобразователя является наличие в нем сложной схемы дешифратора, настроенного на определенные кодовые комбинации, а также обеспечение контроля устройства только при определенной величине приращения входной величины за время между двумя соседними пеpKOfi,SLMK измерения. Указанные недостатки приводят к снижению надежности работы устройства.

Известен преобразователь угол-код содержащий генератор импульсов, соединенный с входом делителя частоты,первый выход которого через последовательно соединенные -блок питания фазовращателей и фазовращатель подклю чей к Бходу формирователя фазового импульсу,второй выход делителя частоты соединен с первыми входами элементов и и со входом дешифратора,элементы и, триггер, дополнительный фазовращатель и дополнительный формирователь фазового импульса 2.

Недостатками такого преобразователя является наличие в нем громоздкого и дорогостоящего дополнительного фазовращателя, требующего предварительной точной установки заданного положения, а также наличие в схеме формирователя фазового импульса, параметры которого со временем могут изменяться, что приводит к ложной забраковке преобразователя. Указанные недостатки снижают надежность раооты преооразователя.

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь сдвига фаз в код, содержащий фазовращатель, вход и выход которого через соответствующие нуль-органы соединены с входами блока управления (триггера управления), выход которого через элемент. И подключен к счетчику, и генератор импульсов, выход которого подключен ко второму входу элемента И ГЗ 1.

Недостатком этого преобразовател является низкая надежность из-за от сутствия возможности контроля его работы.

Цель изобретения - повьшение надежности работы преобразователя сдвига фаз в код путем обеспечения диагностики его работы.

Поставленная цель достигается те что в преобразователь сдвига фаз в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен со входом второго нуль-органа, а вход - со входом первого нуль-органа, выход которого соединен с одним входом блока управления, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход - со входом счетчика, введены элемент НЕ дополнительный блок управления и коммутатор, первый вход которого через элемент НЕ соединен с выходо первого нуль-органа, второй вход с выходом второго нуль-органа, тре вход - с выходом дополнительного блока управления.

Проведенный схемно-технический анализ показал,что для обеспечения контроля работы преобразователя

сдвига фаз в цифровой код, можно измерять половину периода входного напряжения фазовращателя, и цифрово эквивалент этой величины использовать в качестве критерия оценки точности преобразователя.

Введение схемы НЕ обеспечивает изменение фазы выходного напряжения опорного нуль-органа на 180°.

Введение коммутатора обеспечивает подключение на первый вход блока управления либо сигнала с выхода первого нуль-органа, либо с выхода второго нуль-органа, в зависмости от уровня сигнала на выходе дополнительного блока управления.

Введение дополнительного блока управления обеспечивает выработку

сигналов для управления работой комтатора.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя сдвига фаз в код.

Преобразователь сдвига фаз в код содержит фазовращатель I, первый нуль-орган 2 опорного сигнала, элемент НЕ 3, блок 4 управления, выполненный например, в виде двух импульсных триггеров, второй нуль-оган 5 фазового сигнала, Коммутатор 6 каналов, выполненный, например, в виде схемы И-ИЛИ, дополнительный блок 7 управления, выполненный, напримбр, в виде установочного триггера, элемент И 8, счетчик 9 и генератор 10 импульсов. Кроме того, ha чертеже изображена цифровая вычисли тельная машина (ЦВМ) 11, подключенная к преобразователю.

Вход фазовращателя 1 через нульорган 2 опорного сигнала соединен с входом элемента ЦЕ 3 и первым входом блока 4 управления, фазовращателя 1 через нуль-орган 5 фазового сигнала соединен со вторым входом коммутатора 6 каналов, первый и третий входы которого соединены соответственно с выходом элемета НЕ 3 и выходом дополнительного блока 7 управления, вход которого соединен с выходом ЦВМ 11. Выход коммутатора 6 каналов соединен с вторым входом блока 4 управления, выход которого через элемент И coegj/men с входом счетчика 9.

Второй вход элемента И 8 соедине с выходом генератора импульсов 10. Преобразователь работает следующим образок. В исходном состоянии блок 4 упра ления находится в состоянии, удерживающем в закрытом состоянии элемент И 8. В начальный момент времени на до полнительный блок 7 управления из Ц 11 поступает запрос на выдачу преобразованного сдвига фаз. При этом дополнительный блок 7 управления вырабатывает сигнал, по которому коммутатор 6 каналов подключает к первому входу блока 4 управления выход нуль-органа 5 фазового сигна ла. Входной сигнал в виде двух сдай нутых по фазе напряжений подается на входы нуль-органов 2 и 5, которые вырабатывают прямоугольные импульсы, соответствующие отрицательной полуволне синусоидального напряжения, т.е. длительность прямоугольного импульса равна половине периода входного сигнала. По переднему фронту прямоугольного импульса с выхода нуль-органа 2опорного сигнала блок 4 управлени вырабатывает на своем выходе положи тельный уровень, открывает элемент И 8, формируя тем самым начало изме ряемого интервала времени. Счетные импульсы с выхода генератора 10 импульсов через открытый элемент И 8 поступают на вход счетчика 9,на выходе которого образуется код, пропорциональный сдвигу фаз между вход ными сигналами. По переднему фронту прямоугольно го импульса с выхода нуль-органа 5 фазового сигнала, поступающего на второй вход блока 4 управления чере коммутатор 6 каналов, блок 4 управления вырабатывает на выходе низкий уровень, закрьшая элемент И 8. ЦВМ считывает код с выхода счетчика 9. Таким образом, преобразование сдвига фаз между входными каналами сводите к преобразованию временного интервала между передними фррнта ми прямоугольных импульсов,поступающих на первый и второй входы блока 4 управления, в код. Для проведения контроля работы п образователя, ЦВМ 11 вьщает-В допол нительный блок 7 управления запрос на вьщачу информации контроля преоб 46 разователя. При этом дополнительный блок 7 управления вырабатывает на входе коммутатора 6 каналов сигнал, по которому на второй вход блока 4 управления подключается выход элемента НЕ 3, т.е. прямоугольный имсигнала, сдвинутьй ,пульс опорного на 180°. Передний фронт прямоугольного импульса с выхода нуль-органа 2 опорного сигнала вырабатывает на выходе блока 4 управления выслкий уровень, разрешая прохождение счетных импульсов через элемент И 8 на вход счетчика 9. Задний фронт этого же прямоугольного импульса, проходящего через элемент НЕ 3, вырабатывает на выходе блока 4 управления низкий уровень, закрывая элемент И 8, Таким образом, в счет-, чике 9, в режиме контроля, записывается код,соответствующий половине периода опорного сигнала. Данный код с выхода счетчика 9 поступает в ЦВМ 11. ЦВМ 11 сравнивает полученный код с эталонным и, при наличии несравнения, вырабатывает сигнал неисправности данного преобразователя и переходит на работу от резервного преобразователя сдвига фаз в код. Экономический эффект от использования, данного изобретения обусловлен его техническими особенностями,приведенными выше. Формула изобретения Преобразователь сдвига фаз в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен со входом второго нуль-органа, а вход - со входом первого нуль-органа, выход которого соединен с одним входом блока управления, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй ход которого соединен с выходом генератора, а выход - с входом счетчика, отличающийся тем, что, с елью повьппения надежности преобраователя, в него введены элемент НЕ, ополнительный блок управления и оммутатор, первый вход которого ерез элемент НЕ соединен с выходом. ервого нуль-органа, второй вход выходом второго нуль-органа,треий вход - с выходом дополнительного 8304 блока управления, а выход - с другим входом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 525144, кл. G 08 С 9/04, 1976. 748 2.Авторское свидетельство СССР № 464005, кл. G 08 С 9/04, 1975. 3.Зверев А.Е., Максимов В. П. и Мясников В. А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, Л,, Энергия, 1974, с. 134 (прототип) .