Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством., Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие фазовращатель , выходы которого подключены к одним входам первого и второго элементов сравнения, генератор импульсов,, подключенный к одним входам первого и второго делителей частоты, выходы переполнения которых подключены к другим входам соответственно первого и второго элементов сравнения , выходы элементов сравнения через соответствующие формирователи импульсов подключены к другим входам делителей частоты 1.

Недостатком таких преобразователей является их значительная погрешность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый генератор импульсов, подключенный через первый и второй делители частоты к одним входам соответственно первого и второго фазовых детекторов, другие входы которых соединены соответственно с входом

и выходом фазовращателя, выход первого фазового детектора подключен к одному входу сумматора, выход сумматора подключен к управляющему входу второго генератора, выход которого подключен к входу фазовращателя, выход второго фазового детектора подключен к управляющему входу третьего генератора импульсов, выход которого подключен к реверсивному счетчику, выходы разрядов реверсивного счетчика через блок элементов И, управляющий вход которого соединен с выходом первого делителя частоты, подключены к установочным входам второго делителя частоты 2 .

Недостатком известного преобразователя является погрешность, вызванная температурной и временной нестабильностью фазовых детекторов.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый генератор импульсов, подключенный чет рез первый и второй делители частоты к одним входам соответственно первого и второго фазовых детекторов,

30 другие входы которых соединены coqTет.ственно с входом и выходом фазовраателя, выход первого фазового деектора подключен к одному входу сумматора, выход сумматора подключен к управляющему, входу второго генератора, выход которого подключен к входу фазовращателя, выход второго фазового детектора подключен к управляющему входу третьего генератора импульсов, выход которого подключен к реверсивному счетчику, выходы разрядов реверсивного счетчика через блок элементов И, управляющий вход которого соединен с выходом первого делителя частоты, подключены к установочным входам второго делителя частоты, введены третий делитель частоты, коммутатор, третий фазовый детектор, усилитель и синхронный детектор, входы коммутатора подключены к входам первого и второго фазовых детекторов, а выходы подключены к входам третьего фазового детектора, выход которого через последовательно соединенные усилитель и синхронный детектор подключен к другому входу сумматора, а выход первого делителя частоты Через третий делитель частоты подключен к управляющим входам коммутатора и синхронного детектора.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь угла Поворота вала в код, содержащий первый генератор 1 импульсов, подключенный через первый и второй делители 2 и 3 частоты к одним входам соответственно первого и второго фазовых детекторов 4 и 5, другие входы которых соединены соответственно с входом и выходом фазовращателя 6, выход первого фазового детектора 4 подключен к одному входу сумматора 7, выход сумматора 7 подключен к управляющему входу второго генератора 8, выход которого подключен к входу фазовращателя 6, выход второго фазового детектора 5 подключен к управляющему входу третьего генератора 9 им пульсов, выход которого подключен к реверсивному счетчику 10, выходы разрядов реверсивного счетчика 10 через блок 11 элементов И, управляющий вход которого соединен с выходом первого делителя 2 частоты, подключены к установочным входам второго делителя частоты 3, входы коммутатора 12 подключены к входам первого 4 и второго 5 фазовых детекторов, а выходы подключены к входам третьего фазового детектора 13, выход которого через последовательно соединенные усилитель 14 и синхронный детектор 15 подключен к другому входу сумматора 7, а выход первого делителя 2 частоты через третий делитель 16 частоты подключен к управляющим входам коммутатора 12 и синхронного детектора 15. Фазовый детектор 4, сумматор 7 и генератор 8 образуют систему 17 фазовой автоподстройки (ФАП). Фазовый детектор 5, генератор 9, реверсивный счетчик 10, , блок 11 элементов И и делитель 3 частоты образуют систему 18 фазовой автоподстройки.

Преобразователь работает следующим образом.

Q Делитель 2 понижает частоту импульсов генератора 1 и формирует прямоугольный опорный сигнал преобразователя. Система ФАП 17 преобразует этот сигнал в синусоидальное напряжение питания фазовращателя 6,

5 фаза которого сооветствует фазе опорного сигнсша. Фазовращатель б преобразует угловое положение вала ротора фазовращателя в фазовый сдвиг выходного напряжения относительно опорного напряжения. Система ФАП 18 преобразует выходное синусоидальное напряжение фазовращателя 6 в прямоугольный выходной сигнал делителя 3 с соответствующей фазой. При этом код ревер.5 сивного счетчика 10 соответствует угловому положению ротора фазовращателя. Погрешности систем ФАП 17 и 18, обусловленные смещением нулей фазовых детекторов 4 и 5, вносят

ошибку в преобразование угла в код

счетчика 10. Фазовой детектор 13 поочередно подключается параллельно детекторам 4 и 5 с помощью коммутатора 12. При этом разность фаз входных сигналов детекторов 4 и 5 преобразуется детектором 13 в переменное напряжение, которое усиливается усилителем 14, детектируется синхронным детектором 15 и поступает на второй вход суьолатора 7, смещая фазу

0 входного сигнсша фазовращателя б в сторону уменьшения погрешности. Если погрешность фазовых детекторов 4 и 5 равны, то на выходе фазового детектора будет нулевой сигнал. При этом

с смещение по фазе между входным и выходным сигналами фазовращателя 6 будет равно фазовому сдвигу между выходными сигналами делителей 2 и 3. Погрешность преобразователя скомпенсирована. При неравенстве погрешностей фазовых детекторов 4 и 5 выходной сигнал детектора 15 сдвигает фазу входного и выходного сигналов фазовращателя б до тех пор, пока упомянутые погрешности не будут скомпенсированы.

Формула изобретения

50 Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый генератор импульсов, подключенный через первый и второй делители частоты к одним входам соответственно первого и

5 второго фазовых детекторов, другие

входы которых соединены соответственно с входом и выходом фазовращателя, выход первого фазового детектора подключен к одному входу сумматора,выход сумматора подключен к управляющему входу второго генератора, выход которого подключен к входу фазовращателя, выход второго фазового детектора подключен к управляющему входу третьего генератора импульсов, выход которого подключен к реверсивному счетчику, выходы разрядов реверсивного счетчика через блок элементов И, управляющий вход которого соединен с выходом первого делителя частоты, подключены к установочным входам второго делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены третий делитель частоты, коммутатор, третий фазовый детектор, усилитель и синхронный детектор,входы коммутатора подключены к входам первого и второгй фазовых детекторов,а выходы подключены к входам третьего фазового детектора, выход которого через последовательно соединенные усилитель и синхронный детектор подключен к другому входу сумматора, а выход первого делителя частоты через третий делитель частоты подключен к управляющим входам коммутатора и синхронного детектора/.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 404111, кл. G 08 С 9/00, 1971.

2 Авторское свидетельство СССР № 546922, кл. G 08 С 9/04, 1975 (прототип).