Преобразователь углового перемещенияВАлА B КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и преднаэначено для преобразования угла поворота вала в дискретное привращение фазы, а затем в код. Известен преобразователь углового перемещения вала в код, содержащий фазовращатель, делитель частоты, формирователь фазового импульса, три элемента И, элементИЛИ, регистр кода ГП. Недостаток преобразователя - низка помехоустойчивость и надежность при случайных сбоях и помехах. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угол-дискретное приращение фазы, содержащий фазовращатель, делитель частоты,фаэоврашатель сшусоидапьнотю напряжения, формирователь фазового импульса, пять элементов И, регистр кода, вычитател блок преобразователя код-частота, элемент задержки, элемент запрета экстраполяции, бАок определения приращения, сумматор 21. Недостаток этого преобразователя шзкая помехоустойчивость и надежность при случайных сбоях и помехах. Цель изобретения - повыщение помехоустойчивости и надежности работы преобразователя углового перемещения вала в код путем уменьшения действия помехи и случайных сбоев, ведущих к потере импульсов, несущих информацию, или появление лишних импульсов, которые приводят в преобразователях . накапливающего типа к систематической ошибке. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь углового перемещения вала в код, содержащий генератор импульсов, последовательно соединенные делитедь частоты, формирователь синусоидального напряженияj фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с -первым входом блока определения приращбния, первыми входами первого и второго элементов И и входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами третьего, четвертого и пятого И, вторые входы первого и пятого элементов И соединен с первым входом блока определения приращения, выход пятого элемента И соединен с первым входом регистра кода, выход которого соединен со вто рыми входами второго и третьего элементов И выход второго элемента И соединен с первыми входами .элемента запрета экстраполяции и вычитателя выход которого подключен ico второму входу четвертого элемента И и второму входу элемента запрета экстраполяции, выход которого соединен со вторым входо1м pencctpa кода, ко второ му входу вычитателя подсоединен выход первого элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к входам сумматора, выходы которого соединен с первым входом блока преобр зователя код-частота,введены два триг гера, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, два элемента ИЛИ, счетчик и элемент сравнения, вход которого соединен со вторым выходом бло ка определения приращения, выход элемента сравнения соединен с первыми вх дами шестого и восьмого элементов И и с инверсными входами седьмого и девятого элементов И, второй вход .шес того элемента И соединен с вхрдом делителя частоты и с выходом первого триггера, вход которого соединен с прямым входом седьмого элемента И и с выходом генератора импульсов, выходы шестого и седьмого элементов И через первый элемент ИЛИ соединен со вторым входом блока определения прира щения, второй вход, восьмой и прямой ёкод девятого элементов И соединены еоответетвенного со вторым и третьим выходами делителя частоты, выходы восьмого и девятого элементов И через второй элемент ИЛИ св динен со вторым входом блока преобразователя код-частота, выход которого соединен со вхо дом второго триггера, а выход второго триггера подключен к входу счетчика. Блок-схема преобразователя изображ на на чертеже. Преобразователь содержит делитель 1 частоты, формирователь 2 синусоидального напряжения, фазовращатель 3, формирователь 4 фазового импульса. элементы И 5 -13, элемент запрета 14 экстраполяции, блок 15 определения приращения, сумматор 16, регистр 17 кода, вычитатель 18, блок 19 преобразователя код-частота элемент 20 задержки, элементы ИЛИ 21 и 22, триг геры 23 и 24, генератор 25 импульсЬв, счетчик 26, элемент 27 сравнения. Преобразователь работает следующим образом Тактовые импульсы с частотой f поступают на делитель 1л |астоты имекиций коэффициент перерасчета 2 ,где п число разрядов делителя частоты, С формирователя 2 синусоидального напряжения осуществляется запитка фазовращателя 3 на выходе которого формируется синусоидальное напряжение сдвинутое по фазе относительно входного напряжения на угол, равный углу разворота ротора фа;зовращателя 3, и затем поступает на формирователь 4 фазового импульса, Формиователь 4 фазового импульса вырабатывает фазовый импульс -в момент перехода синусоидального напряжения через нуль. Уменьшение погрешн ности преобразователя возникакяцей при высоких скоростях ((д7в J- ) врашения входного вала, осуществляется следующим образом, В блоке 15 определения приращений измеряется кодовь1й эюзивалент приращения :d , , где NL . Nt-f- значения кода угла в 1-ом и 1-1-ом Циклах преобразования, каждый цикл пре-. образования Т где г - число триггеров 24 между де;;ителем 1 частоты и генератором 25 импульсов, приведенной; блок-схемы г равно еденице). Затем осуществляется линейная эк страполяция дискретного приращения угла на следующий цикл с помощью бло- ка 19 преобразввателя код-частота в равномерно расставленные на интервале Т импульсы, число которых равно AN, Приращение угла хранится в регистре 17 оно переписывается через элемент И 7 фазовым импульсом, задержанным элементом 13 задержки на f- f-, В сумматоре 16 алгебраически складываются значение ANi, переписываемое из регистра 17 кода через элемент И 5 5 задержанным фазовым импульсом, и погрешность измерения приращения-мр равная разности между приращением угла в 1-ом цикле, вводимом из блока 15 определения приращения через элемент И 8 фазовым импульсом, и в предыдущем I-1-OM цикле преобразования вводимом из регистра 17 кода через элемент И 9 фазовым импульсом . Выдержание для 21 t: имеет видДч flNi-ANi,-i , определяется в вычйтател 18 и переписывается через элемент И из вычислителя 18 задержанным фазовым импульсом в сумматоре 16, Элемент 14 запрета экстраполяции, на вход которого поступает информаци с вычислителя 18 и регистра 17 кода, переписываемая, через элемент И 9 фазовым импульсом, определяет, когда необходимо использование линейной экстраполяции и осуществляет сброс В О регистра,17 кода, так как в случае дрожания фазового импульса возможна погрешность при испояьзоваи экстраполяции. . Кодовый эквивалент, соответствующий углу разворота фазовращателя 3, накапливается в счетчике 26. Для повышения помехоустойчивости преобразователя угол-дискретное приращение фазы-код при передаче единичных приращений увеличивается число, импульсов, соответствующих единич ному приращенвю,сх ответствевно увея1ь. янвая разрядность накаштивакпхего C4eiw чика. При этом ослабление действия помехи на интервале времени At определяется выражением (ДЫ-2 Ке)й± uN-2 fe, g CAN4Ko)At dNVKo -3 гдеЛН - величина изменения- в содного сигнала за промежуток времени ; г - число дополнительных триггеров междусчетчиком 26 и блоком 19 преобразователя кодчастота (на блок-схеме ). Kf - среднее число импульсов noMexi на интервале . При этом, когда ДМ на интервале Д1 больше или равен одному дискрету, что .определяется элементом 27 сравнения, формирование числа импульсов, равиоroAN2 , реализуется путем подачи на блок 19 преобразователя код-частота частоты с делителя 1 частоты в 2 раз выше. 6 Этот выход делителя 1 частоты подключается к входу блока 19 преобразователя код-частота через элемент И 12 за счет сигнала разрешения, подаваемого с элемента 27 сравнения. Если величина ДМ меньше одного дисто через элемент И13 на крета q,, вход блока 19 преобразователя код-частота подключается частота с другого выхода делителя 1 частоты и на выходе блока 19 преобразователя код-частота формируется число импульсов, равное величине кода/iLN на интервале преобразования. Для того, чтобы сформировать число импульсов на интервале преобразования в 2 раз больше, чем(&1 при низких скоростях (), требуется больше времени дАя измерения- приращения, и, чем ниже скорость, тем оно больше. Поэтому предлагается в этом случае при измерении приращений шаг дискретизации в 2 раз (ijr ), что реализуется путем подачи через элемент И 11 в 2 раз более высокой, чем в случае высоких скоростей приращений, по запрещаемому сигналу с элемента 27 сравнения . При высокой скорости врашения на вход блока 15 определения приращений через элемент И 10-подается частота-А и при этом формируетсяЛН в блоке 15 определения приращений с шагом дискретизации, :равным q, Таким образом, в преобразователе накапливанщего типа угол-дискретное риращение фазы-код помехи при переаче информации в виде приращения меньшается ;в.;1раз,, за счет чего уве ивается достоверность выходной инормации преобразователя, а тем самым надежность его работы. Формула изобретения Преобразовател ь углового перемеения вала в код, содержащий генераор импульсов, последовательно соедиенные делитель частоты, формироратель инусоидального напряжения, фазовраатель фазового импульса, выход котоого соединен с первым входом блока пределения приращения, первыми вхоами первого и второго элементов И и ходом элемента задержки, выход коорого соединен с первыми входами ретьего четвертого и пятого; элемен