Преобразователь угла поворотаВАлА B КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/00 

ИЗ входов которого подключен к первому компаратору, а выходы - к другим компаратореи-, генератор импульсов, подключенный через умножитель частоты к счетному входу первого счетчика элемент ИЛИ, подключенный по выходу к счетному входу второго счетчика, выходы которого подключены к управляющим входам умножителя, Триггеры, первые.входы которых объединены и соединены с установочным входом второго счетчика и выходом дополнительного.элемента И, первый вход которого соединен с выходам первого компаратора второй вход со вторым выходом первого триггера. содержит элементы И, первые входы которых подключены к выходам остальных компараторов, вторые к выходам соответствующих триггеров, а выход каждого из элементов И подключен ко входу элемента ИЛИ и ко второму входу последующего триггера З .

Недостатками этого преобразователя являются низкое быстродействие из-за того, что максимальное время преобразования угла в циклическом режиме равно двум периодам питающего фазовращатель напряжения, и достаточно сложная структура.

Цель изобретения -повышение быстродействия и упрощение преобразо-гвателя.

Для достижения этой цели в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий многофазный блок питания, подключенный к многофазному фазовращателю, один из входов которого соединен со входом первого компаратора, а выходы - со входами всех компараторов, кроме первого, генератор импульсов, соединенный с первьм. входом умножителя частоты, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, элемент ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом iBToporo счетчика, выход которого соединен с управляющим входом умножителя частоты, введены элемент И и управляющий триггер, первый вход которого соединен с выходом первого копаратора и q,o выходом установки нуля второго счетчика, второй вход - с выходом последнего компаратора, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ/ а выход - с yn-v равляющим входом первого счетчика, выходы всех компараторов, кроме пер вого, соединены со входами элемента ИЛИ.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы формирования опорного и фазовых импульсов.

Преобразователь содержит многофаз ный блок 1 питания, подключенный к многофазному фазовращателю 2. В

частном случае многофазный фаэоврачдатель состоит из датчика 3 угла в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора и из фазорасщепителя 4, подключенного к выходам датчика 3 угла, на вход которого от многофазного блока 1 питания поданы синусное и косинусное напряжения, Из синусного и косинусного выходных напряжений датчика угла фазорасщепитель вырабатывает многофазное напряжение, которое является выходным напряжением многофазного фазовращателя

2.Один из входов фазовращателя 2 содинен с компаратором 5, а выходы соединены с компараторами 6 б, . , . . , 6 выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 7, кроме того, выход последнегокомпаратора 6 соединен оо вторым входом управляющего триггера 8. Первый вход управляющего триггера 8 подключен к выходу компаратора 5 и к установочному входу второго счетчика 9, счетный вход которого подключен к элементу ИЛИ 7

и к первому входу элемента И 10. Второй вход элемейта И 10 соединен с выходом триггера 8. Выход элемента И 10. подключен к второму входу первого счетчика 11, на счетный вход которого через умножитель 12 частоты подаются импульсы с выхода генератора 13 высокой частоты. На управляющие входы умножителя 12 подаются выходы счетчика 9. Если количество фаз на выходе фазовращателя m 2, где Р - целое число, тоумножитель 12 представляет собой двоичный умножитель.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом

Многофазный блок 1 питания вырабатывает синусное и косинусное напряжения для питания датчика 3 угла. Синусное напряжение (1, фиг.2 принято за опорное. Синусное и косинусное выходные напряжения датчика

3угла, фаза которых относительно опорного напряжения зависит от угла поворота вала датчика, поступают на фазорасщепитель 4 фазовращателя 2. На выходе фазорасщепителя 4, т.е.

на выходе фазовращателя 2, формируется многофазное напряжение, фазы которь1х сдвинуты относительно опорного

2л

напряжения на -i +Np , где m - количество фаз; i 0,l....m-l - номер выхода, Ф - фаза напряжения, соответствующая углу поворота pt.. На фиг.2 выходные сигналы фазовращателя 2 изображены для m 8, Ф 120 и обозначены 2. ,2„,...2д. Компаратор 5 из опорного, напряжения формирует опорные импульсы (5 на фиг.2) при переходе синусоиды через нуль из отрицательных значений в положительные . KoMnapaTOjftj 6 , 6, . .. Sf, форми.руют фазовые импульсы и.з выходных напряжений фазовращателя. 2 при переходе через нуль из отрицательных значений в положительные. На фиг.2 фазовые импульсы для m 8, vp 120Р обозначены 6 , 6г , .. .6g . Опорный импульс является началом m временных интервалов, каждый из которых пропорционален -i +Р а ,концами временных интервалов соответственно являются фазовые импульсы 6 ,6,j , . . .бгр,. Если -i +Ф lit, то значение временного интервала должно определяться от опорного до второго после опорного фазового импульса. Концы этих временных интервалов оказываются во втором периоде опорного напряжения после опорного импульса, поэтому прямое измерение таких интервалов увеличивает время преобразования. В таких случаях можно использовать временной интервал от опорного до первого фазового импульса, при этом нужно прибавить -V, 2lt 21с, т.е. - к конечному результату m преобразования, так как сумма временных интервалов должна е5ыть поделена на m для масштабирования. При таком измерении временных интервало все используемые фазовые импульсы находятся в интервале одного периода опорного напряжения. Появляется возможность уменьшения времени преобразовар|ия. . Опорный импульс (5 на фиг.2) с выхода компаратора 5 переключает управляющий триггер 8, устанавливае исходное состояние, код 1110 для m 8, в счетчике 9 по установочному входу. Этим же импульсом можно установить в исходное состояние сче чик 11. Элемент И Ю открывается. Двоичный умножитель 12 начинает про пускать импульсы генератора 13 на вход счетчика 11, так как на его управляющие входы подаются нулевые выходы разрядов счетчика 9. Это рав носильно одновременному умножению и делению на пт. Исходя из диаграммы необходимо сложить m временных ийтервалов, длительностью от опорного импульса до первого фазового импуль са, и поделить на т, так как конечный результат должен быть поделен на общее количество временных интер валов для масштабирования. Первый появляющийся фазовый импульс на выходе одного из компараторов 6,б„, 6 через элемент ИЛИ 7, фазовый импульс бу прибавляет единицу в счетчик 9, а пройдя через открытый элемент И 10 к содержимому счетчик 11, по второму его входу прибавляет код,равный --. После этого количест импульсов с выхода генератора 13 ум ожается на 21 умножителя 12 и наапливается в счетчике 11, так как оличество интервалов, от конца перого временного интервала до конца торого временного интервала равно -1. Конец второго интервала через лемент И 10 в счетчик 11 снова -, а в счетчике 9 устанавлиает следующий код и до появления онца третьего интервала в счетчик 11 поступают импульсы, т 5ноженные на 2. Конщл последующих временных интервалов последовательно уменьшают коэффициент умножения и каждый раз прибавляют в счетчик 11 код, равный -. Так продолжается до появления фазового импульса с выхода последнего компаратора (бд нафиг.2) .Этот импульс производит прибавление единицы в счетчик 9, последнее прибав- 2«. ление кода - в счетчик 11 и перетоключает управлякнций триггер 8 по второму входу, закрывая элемент И 10. Последующие временные интервалы равны истинным значениям, поэтому коррекция не требуется. Концы временных интервалов продолжают уменьшать коэффициент умножения умножителя 12 изменением кода в счетчике 9, но прибавление кода в счетчике 11 не производят. После прохождения m концов временных интервалов в счетчике 9 устанавливается такой код (0001), что умножитель 12 прекращает пропускать импульсы с выхода генератора 13 на счетчик 11. На этом цикл преобразования угла в код заканчивается. В счетчике 12 накапливается код преобразуемого угла, равный величине суммы длительностей всех временных интервалов, поделенный на количестйо интервалов, т.е. oi :: 1М(п1-1) + хр хр .. Величину ГП (m-l) можно учесть начальным поворотом вала фазовращателя или установкой опорных импульсов в счетчик llPQ в дополнительном коде исходного- состояния, что равносильно вычитанию из результата значения Фц. Если первым после опорного ш тульса появляется фазовый импульс с выхода компаратора 6, то концы всех временных интервалов находятся внутри одного периода опорного напряжения, а длительности соответствуют истинным значениям. Тем не менее происхо2ltдит прибавление - в счетчик 11 каявдым импульсом конца временного интервала. К концу преобразования оказывается прибавленнным код т - 2tfc, который как переполнени счетчика 11 не влияет на результат преобразования. В предлагаемом преобразователе преобразование осуществляется за один период опорного напряжения, в то .время как в известном максимальное время преобразования может достигать двух периодов, сокращается количество оборудования исключаются по каждому канёшу триггер .и элемент И, а добавляется один триггер на все устройство. Преобразователь упрощается и вместе с тем все точностные преимущества известного преобразователя сохраняю ся. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, соде1 каадий многофазный блок питания, подключенный к многоф ному фазовращателю, один из входов которого соединен со входом первого компаратора, а выходы - со входами всех компараторов, кроме первого, генератор импульсов, соединенный с первым входом умножителя частоты, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, элемент ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с управляющим входом умножителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения преобразователя, в него введены элемент И и управляющий триггер, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора и со входом установки нули второго счетчика, второй вход - с выходом последнего компаратора, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ,, а- выход - с управляющим входом первого счетчика, выходы всех компараторов, кроме первого, соединены со входами элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство CCXIP №377844, кл. G 08 С 9/02, 11.01.71. 2.Авторское свидетельство СССР № 523435, кл. G 08 С 9/04, 02.07.75. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2666349, кл. G 08 С 9/00, 25.09.78. ,

Фиг.г