Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1981 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к автоматике t вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных информационных и управляквдих системах для построения преобразователей угла поворота вала в цифровой код. Известенпреобразователь фаза-интервал времени, который может работать 6 составе преобразователя уголкод, содержащий пороговое устройство пусковой триггер, пусковую схему совпадения, стоповый.триггер, стоповую схему совпадения, дифференцирующее устройство и два коммутатора аналоговых сигналов, управляющие вхо ды которых соединены с соответствующими выходами пускового триггера, а выходы подключены к первому входу по рогового устройства, выход которого через дифференцирующее устройство соединен с первыми входами пусковой и стоповой схем совпадения, BTOj;«e входы которых подключены к соответ-. ствукяцим выходам пускового триггера, выходы пусковой и стоповой схем совп дения соединены с нулевыми входами одноименных триггеров, единичные вхо ды которых, а также второй вход поро гового устройства и третий вход пусковой схемы совпадения соединены со входами запуска устройства, а третий вход стоповой cxeNW совпадения соединен с единичным выходом стопового триггера . Недостатком такого преобразователя является его низкое быстродействие, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий коммутатор, фазовращатель, выходы которого подключены к фазо-сдвигающей RC-цепочке, а вход к генератору возбуждения, другие выходы которого соединены со входом датчика циклов и одним входом первого элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, а другой вход через первый вход первого триггера подключен к выходам второго и третьего венти.лей, первые входы которых соединены с выходом блока выделения нуля, состоящего из нуль-органа и формирователя импульсов, второй выход первого триггера соединен с первым входом второго триггера, ко второму входу которого подключен выход датчика циклов Управ.«яющие входы коммутатора подключены к выходам второго триггера и ко }зторьйм входам второго и третьего элементов И, входы . ког-мутатора соединены с выходами фаэосдвигающей цепочки, а выход - со входом блока выделения нуля 2. Недостатком такого преобразователя является его низкое быстродействие, Цель изобретения - повышение быстр действия преобразователя угла поворо та вала, в код за .счет снижения време измерения. Поставленная цель достигается гем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий коммутатор, нуль-орган, три элемента И, первый и второй тоиггеры, счетчик импульсов, датчик циклов, генератор воэбуждезния и фазовращатель, выходы которого соединены с сигнальными входами коммутатора, а вход - с выходом генератора возбуждения, другие выходы которого соединены с первым входом первого элемента И и датчиком циклов, выход которого соединен с первым вхо дом первого триггера, выходы которого подключены к управляющему входу комму татора и к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых через нуль-орган соединены с выходом коммутатора, выход второго элемента И соединен с первым входом второго триггера, выходы которого со ответственно соединены с вторым входом первого триггера и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсо введены сумматор, элемент ИЛИ-НЕ, тре тий и четвертый триггеры и элемент НЕ, причем выход третьего элемента И непосредственно и через элемент НЕ соединен соответственно с первыми входами третьего и четвертого тригге ров, вторые входы которых соединены с вторым входом второго триггера и выходом датчика циклов, а выходы через элемент ИЛИ-НЕ соединены с треть им входом первого элемента И и с одним из входов сумматора, другие входы которого соединены соответственно с выходами счетчика и четвертого триггера. На фиг. 1 изображена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 - временная диаграмма работы преобразователя Преобразователь угол-код содержит генератор 1 возбуждения, фазовращатель 2, выполненный, например, в виде синусно-косинусного вращанадего транс форматора, коммутатор 3, представляющий, собой, например, аналоговый переключатель, нуль-орган 4, элементы И 5, 6, 7 первый 8 и второй 9 триггеры, элемент НЕ 10, третий 11 и чет вертый 12 триггеры, элемент ИЛИ-НБ 1 датчик 14.циклов, выполненный, напри мер, в виде формирователя импульсов, счетчик 15 импульсов и сумматор 16. На фиг. 2 обозначено: и - напряжение генератора возбуждения 1, ц импульсы датчика 14 циклов, Сд , выходные напряжения фазовращателя 2, -0 - сигналы с выхода нуль-органа 4, , i сигналы управления с триггера 8, , , - сигналы управления с триггеров 9, 11, 12, t - временной интервал. Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом, С выхода фазовращателя 2 сигналы поступают на коммутатор 3, который последовательно подключает их на вход нуль-органа 4. Нуль-орган 4 вьщает прямоугольные импульсы, соответствующие отрицательной полуволне синусоидального напряжения с выхода коммутатора 3. В начале работы преобразователя импульсом у с датчика циклов триггер 8 устанавливается в состояние 1, а триггеры 9, 11 и 12 - в состояние О, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 при этом формируется высокий уровень. Уровень 1 с выхода триггера 8 подключает на вход нуль-органа 4 опорное напряжение д с выхода фазовращателя 2 и одновременно открывает элемент И 6. В момент прохождения отрицательной полуволны напряжения А на выходе нуль-органа 4 формируется прямоугольный импульс f U, , который через открытый элемент И б поступает на вход триггера 9. В момент прохождения заднего фронта импульса EU. триггер 9 переходит в состояние 1, разрешая тем самым прохождение импульсов с выхода генератора 1 возбуждения на вход счетчика 15 импульсов. Одновременно триггер 9 переводит триггер 8 в состояние О, по которому на вход нуль-органа 4 поступает сдвинутое напряжение -в с выхода фазовращателя 2. Дальнейшая работа происходит в зависимости от величины преобразуемого угла поворота. При величине угла поворота больше 180° первым на выходе элемент И 7 появляется передний фронт прямоугольного импульса с выхода нуль-органа 4. Этот фронт, проходя через элемент НЕ 10, переворачивает триггер 12 в состояние 1, формируя на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 низкий уровень и прекращая прохождение частоты генератора 1 возбуждения в счетчик 15 импульсов. Кроме того, перепадом триггера 12 из О в 1 через элемент ИЛИ-НЕ 13 происходит добавление к содержимому счетчика 15 импульсов цифрового эквивалента половины периода напряжения. Это добавление разрешается высоким уровнем с выхода триггера 12. При величине угла поворота меньше 180 первым на выходе элемента И 7 появляется задний фронт прямоугольного импульса с выхода нуль-органа 4. Этот фронт не изменяет состояние триггеpa 12, a переводит в состояние , триггер 11, формируя на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 низкий уровень, прекраадая протекание частоты генератора 1 возбуждения в счетчик 15 импульсов При этом добавление к содержимому счетчика 15 импульсов цифрового эквивалента половины периода напряжения не происходит, так как оно эапре цено низким уровнем с выхода триггера 12. Таким образом, на выходе сумматора 16 формируется код, пропорциональ ный входной величине угла поворота. Из приведенной на фиг. 2 временной диаграммы работы устройства видно, что независимо от величины угла поворота, время измерения не превышает половины длительности периода напряжения. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий коммутатор, нул орган, три элемента И, первый и второй триггеры, счетчик импульсов, дат чик циклов, генератор возбуждения и фазовращатель, выходы которого соеди нены с сигнальными входами коммутато ра, а вход - с выходом генератора возбуждения, другие выходы которого соединены с первым входом первого элемента И и датчиком циклов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выходы которого подключены к управляющему входу коммутатора и к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых через нуль-орган соединены с выходом коммутатора, выход второго элемента И соединен с первым входом второго триггера, выходы которого соответственно соединены с вторым входом первого триггера и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены сумматор, элемент ИЛИ-НЕ, третий и четвертый триггеры и элемент НЕ, причем выход третьего элемента И непосредственно и через элемент НЕ соединен соответственно с первыми входами третьего и четвертого триггеров, вторые входы которых соединены с вторым входом второго триггера и выходом датчика циклов, а выходы через элемент ИЛИ-НЕ соединены с третьим входом первого элемента И и одним из входов сумматора, другие входы которого соединены соответственно с выходами счетчика и четвертого триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР 394830, кл. G 08 С 9/00, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 414615, кл. G 08 С 9/04, 1972 (прототип) .

tj

7

fjL

ytf

fys

t t t t