Преобразователь угла поворота валаВ КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи анапоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известны преобразователи угла, содержащие; генератор импульсов,, подключенный через последовательно соединен ные делитель частоты и фильтр к фазовращателям точного и грубого отсчета, вы ходы которых через компараторы подключе ны к блокам синхронизации, другие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы подключены к управляющим входам блоков элементов И, другие входы которых соединены с выходами разрядов делителя частоты, а выходы подключены к регистру, выходы регистра подключены к блоку согласова ния отсчета СП. Недо,статок таких устройств - их сложность, вызванная необходимостью введения блока согласования отсчетов. Другие известные преобразователи содердат блок питания, подключенный к фазовращателям, выходы которых через- компараторы подключены -к коммутаторам каналов, управляющие входы которых соединены с блоком управления, а выходы коммутаторов подклю чены к блоку формирования кода грубого и точного отсчета, состоящего из генератора импульсов, триггеров, счетчиков, регистра и элементов И С 2. Недостатком данных устройств также является их сложность. Наиболее близок к предлагаемому преобразователь угл;а поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный к счетному входу первого триггера, одному входу элемента И и через элемент задержки к управляющему входу первого блока синхронизации, вь1ход первого триггера через последовательно соединенные делитель частоты и фильтр подключены. к фазовращателям грубого и точного

отсчетов, выходы которых подаслючены к соответствующим компараторам, выхода которых подключены к блокам синхронизацииу выходы разрядов делителя частоты подключены к первому и втором блокам элементов И, управляющие входы которых .соединены с выходами соответствующих блоков синхронизации/, а выходы подключены к регистру, выход первого триггера подключен к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго триггера , а выход подключен кдругому входу элемента И, выход элемента И подключен к управляющему входу второго блока синхронизации, выход которого подключен к одйому входу второго триггера, другой вход которого соединен с одним вьгходом первого блока элементов И ГЗТ.

Недостаток этого устройства - возможная погрешность при считываний сйачала кода грубого, а затем точного отсчета. При этом код грубого отсчета может быть сформирован без соответствующей коррекции и содержать погрешность.

Цель изобретения ---повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный к счетному входу первого триггера, одному входу .элемента .И. и через элемент задержки к управляющему входу первого блока сихронизации, выход первого триггера через последовательно соединенные делитель частоты и фильтр подключены к фазовращателям грубого и точного отсчетов, выходы которых подключены к соответствунмщм компараторам,;выходы разрядов делителя частоты подключены к первому и второму блокам элементов И, управляющие входы которых соединены с выходами соответству1рщих блоков синхронизации, а выходы подключены к регистру, выход первого тригера подключен к одному входу злемента ИЛИ, другой вход которого сйединен с выходом второго триггера, а выход .подключен к другому входу элемента Иу. выход элемента И подключен к управляющему входу второго блока синхронизации, выход которого подключен к одному входу второго триггера, другой вход которого соединен с однимвыходом первого блока элементов И, введены два триггера, четыре элемента И, дифференцирующий элемент, один входы второго и третьего элементов И соединены с выходами первого и второго компараторов, а выходы подключены к первому и второму блокам CJHHXPOHHзации, выходы которых подключены к одним входам третьего и четвертого триггеров, одни выходы третьего и четвертого триггеров подключены к одним входам четвертого и пятого элементов И, к другим входам которых через дифференцирующий элемент подключен выход делителя частоты, а выходы четвертого и пятого элементов И объединены и подключены к другим входам третьего и четвертого триггеров, выходы третьего триггера подключены к другим входам второго и третьего элементов И соответственно.

Структурная схема предлагаемого преобразователя представлена на чертеже. Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 импульсов, подключенный к счетнОму входу первого т|)иггера 2, одному входу элемента ИЗ и через элемент 4 .задержки к управляющему входу первого блока 5 синхронизации, выход три1гера 2 через последовательно соединенные делитель 6 частоты и фильтр 7 подключены к фазовращателям 8 и 9 грубого и точного отсчетов, выходы которых подключены к соответствующим компараторам 10 и М, выходы разрядов делителя 6 частоты подключены к первому и второму блокам 12 и L3 элементов И, управляющие входы которых соединены с выходами соответствуняцих блоков 5 и 14 синхрони- зации, а выходы подключены к регистру 15, выход триггера 2 подключен к одному входу элемента ШШ 16, другой вход которого соединен с выходом триггера 17 , выход подключен к другому входу элемента И 3 выход элемента 3 подключен к управляющему входу блока 14 синхронизации, выход которого подключен к одному .входу триггера 17, другой вход которого соединен с одним выходом блока 12 элементов И, один вход второго и третьего элементов И 18 и 19 соединены с выходами компараторов 11 и 10, а выходы подключены к блокам 5 и 14 синхронизации, выходы которых подключены к одним входам триггеров 20 и 21, одни выходы триггеров 20 и 21, подключены к одним входам элементов И 22 и 23, к другим входам которых через дафференцирующий элемент (не показан) подключен выход дедителя 6 частоты, а выходы элементов 22 и 23 объединены и подкхо чены к другим входам триггеров 20 и 21, выходы триггера 20 подключены к другим входам элементов 18 и 19 соответственно. Устройство работает следующим образом, Сигнал с выхода генератора 1 пост пает на счетный вход триггера 2 чере элемент 4 задержки на вход блока 5 синхронизации точного отсчета и на первый вход элемента 3, Выход триггера 2 подключен к делителю 6 частоты. На выходе триггеров делителя 6 формируются прямоугольные импульсы, которые поступают на вход блоков 12 и 13, Прямоугольный сигнал с выхода последнего триггера делителя частоты поступает на вход фильтра 7, который формирует синусоидальное напряжение, Кроме того, сигнал с последнего триг гера делителя поступает на диффере цируклций элемент, который формирует импульсы в момент перехода этого три гера из состояния 1 в состояние O Сигнал с выхода фильтра 7 поступа на входы фазовращателя 8 и 9, с выходов которых на входы компараторов 10 и 11 поступает синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе отиосительно входного на угол, пропорццональный углу поворота вала фазовращателей, В момент перехода синусоиды напряжения через нуль на входе ,компараторов 10 и И формируются им:пульсы, поступающие на входы эл ментов И 18 и 19, Так как по окончании предыдущего преобразователя триггер 20 установле в положение, при котором на его первом выходе имеется разрешающий, а на втором запрещающий сигнал, то элемент И 18 открыт, а элемент 19 закрыт. Фазовый импульс точного отсчета через элемент И 1б поступает на вход«блока 5 синхронизации точного отсчета, который для исключения неопределеннос ти считывания имеет управляющий вход Считывающий импульс на выходе блока 5 синхронизации появляется только в слу чае, когда на двух входах этого блока присутствуют входные сигналы, т.е фазовые импульсы и задержанные элементом 4 импульсы с тенератора 1., Сигнал с выхода блока 5 поступёет на управляющий вход блока 12 элементов И, на выходе которого формируется код точного отсчета, который записывается в регистр 15, Кроме того, значение кода старшего разряда запоминается триггером 17 и служит информацией для сопряжения точного и грубого отсчетов. Импульс с выхода блока 5 меняет состояние триггера 20, вследствие чего элементы И 19 и 22 открываются, а элемент И 18 закрывается. Фазовый импульс грубого отсчета через открывшийся элемент И 19 поступает на вход блока 14 синхронизации грубого отсчета, на управляющий вход которого поступают сигналы t элемента И 3, Для согласования точного и грубого отсчетов фазовый импульс грубого отсчета сдвигается при настройке фазовращателя 8 в сторону опережения от фазового импульса точного отсчета на величину, равную 1/4 кванта младшего разряда грубого отсчета В случае, если код старшего разряда точного отсчета равен 1, фазовь1й импульс сигнала грубого отсчета, сдвинутый при настройке в сторону опережения, непосредственно используется для списывания кода грубого отсчета. Для этого с выхода триггера 17, который запомнил код старшего разряда точного отсчета, подается через элемент ИЛИ 16 разрешающий потенциал, который поступает на второй вход элемента И 3, на первый вход которого поступают синг хронизирующиеоимпульсы генератора 1, В момент совпадения фазового имйульса грубого отсчета и управляющего импуль са на выходе блока 14 появится импульс считывания, когда все переходные npo-j, цессы делителя (5 частоты закончены. При этом на :выходе блока 13 э лементов И формируется код грубого отсчета, соответствующий положению вала преобразователя. Если код старшего разряда точногоотсчета равен О, то фазовый импульс грубого отсчета должен быть сдвинут в сторону запаздывания от нулевого положения фазовращателя. Для этого с выхода триггера 17, который находит ся в положении О, поступает запрещаюпр й потенциал на элемент ИЛИ 16, На выходе элемента ИЛИ 16 формируются прямоугольные импульсы, совпадающие с выходными импульсами триггера 2, Прямоугольные импульсы с выхода элемента ИЛИ 16 и синхронизирующие импульсы генератора 1 поступают на вх ды элемента ИЗ, В результате происходит временной сдвиг фазового импуль са грубого отсчета в сторо.ну запаздывания. На выходах блока 13 формируется код грубого отсчета, который переписывается в регистр 15, Импульс с выхода блока 14 устанавл вает в о триггер 17 и переключает триггер 21, которьй открывает элемент И 23, а также сигнализирует об оконча НИИ преобразования по точному и грубо му отсчетам. После окончания цикла преобразова6 часния в момент перекода делителя тоты из состояния все единицы состояние все нули на выходе дифференцирующего элемента появляется импульс, который проходит через открытый элемент И 23 и переключает триггер 20 и 21, закрывая элементы И 19, 22 и 23 и открывая элементы И 18 На этом преобразование двухотсчетного канала заканчивается, а элементы И 18, 19, 22 и 23, триггеры 20 и 21 находятся в исходном состоянии и готовы для следующего преобразования, Б том случае, если фазовращатель 8 грубого отсчета развернут на угол, меньший, чем фазовращатель 9 точного отсчета, импульс грубого отсчета появ ляется раньше, чем импульс точного отсчета, но он не пройдет на вход блока 14, так как элемент 19 будет закрыт. Только после прихода фазового импульса точного отсчета и Записи значения кода старшего разряда точного отсчета в триггер 17 фазовый имПульс будет пропущен на вход блока 14, Таким образом-, по сравнению с известным предлагаемый преобразователь исключает возможную погрешность при формировании кода грубого отсчета Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенньй к счетному входу первого триггера, одному входу элемента И и через элемент задержки к 58 управляющему входу первого синхронизации, выход первого триггера через последовательно соединенные делитель частоты и фильтр подключены к фазовращателям грубого и точного отсчетов, выходы которых подключены к соответствующим компараторам, выходы разрядов делителя частоты подключены к первому и второму блокам элементов И, управляющие входы которых соединены с выходами соответсвующих блоков синхронизации, а выходы подключены к регистру, выход первого триггера подключен к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход подключен к другому входу элемента И, выход элемента И подключен к управляющему входу второго блока синхронизации, выход которого подключен к одному входу второго триггера, другой вход которого соединен с одним выходом первого блока элементов И, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьш1ения точности преобразования, в него введены два триггера, четыре элемента И, диффе-. рейдирующий элемент, одни входы второго и третьего элементов И соединены с выходами первого и второго компа раторов, а выходы подключены к первому и второму блокам синхронизации, выходы которых подключены к одним входам третьего и четвертого триггеров, одни выходы третьего и четвертого триггеров подключены к одним входам четвертого и пятого элементов И, к другим входам которых через дифференцирующий элемент подключен выход делителя частоты, а выходы четвертого и пятого элементов И объединены и подключены к другим входам третьего и четвертого триггеров, выходы третьего триггера подключены к другим входам второго и третьего элементов И соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 4116-23, кл. Н 03 К 13/20, 1974, 2,Авторское свидетельство СССР № 537731, кл, G 08 С 9/04, 1973, 3,Авторское свидетельство СССР № 513367, кл.б 08 С 9/04, 1974 (прототип) ,