Импульсный преобразователь угла в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

I

.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования форм представления информации.

Известен преобразователь перемещения в число - импульсный код, содержащий источник переменного напряжения, подключенный к синусно-косинусному датчику угла, масштабный блок, входы которого соединены с выходами , синусно-косинусного датчика угла, а выходы подключены к входам сумморазностного блока. Выходы этого блока через блок фазочувствительных выпрямителей подключены к блоку формирователей, одни и другие выходы которого подключены к соответствующим коммутаторам. Выходы коммутаторов подключены к логическому блоку, определяющему направление вращения.

Достоинством такого преобразователя является высокая разрешающая способность, что достигнуто за счет введения масштабного блока, а также

:увеличения числа формирователей, про порциональных числу уровней масштабирования 11 .

Недостатками такого преобразователя являются низкая надежность и сложность, обусловленные наличием блока фазочувствительных выпрямителей,- а также низкая помехоустойчивость, связанная с высокой разрешающей способностью, приводящей к выработке ложных

to импульсов при воздействии одиночных помех по входу преобразователя, вызывающих искажение информации одновременно по синусному и косинусному каналам.

15

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный преобразователь угла в код, с;одержащий последовательно включенные источник переменного напряжения, синусно-косинусный дат-,

20 чик угла, масштабный блок, сумматор, блок формирователей огибающих меандров, устройство сложения несущих и логический блок. Источник переменного напряжения подключен ко входу синусно-косинусного датчика угла, выходы которого соединены со входами масштабного блока, выходами соединенного со входами сумматора. Выходы сумматора через блок формирователей огибающих меандров подключены ко входам устройства сложе ния иесущих, выходы которого соединен со входами логического блока. Выходы этого блока являются выходами преобра зователя. Введение устройства сложения несущих позволяет исключить из схемы преобразователя блок фазочувствительных выпрямителей, а вместе с тем повысить надежность преобразоватгеля и упростить его конструкцию 2j. Недостатком известного преобразова теля является низкая помехоустойчивость, связанная с высокой разрешающей способностью, приводящей к уменьшению эквивалентного уровня (кванта) обрабатываемого сигнала, которое при воздействии одиночных помех по входу, в свою очередь, приводит к одновременному искажению информации в синусном и косинусном каналах преобразоваотеля, имитиругацему ложное движение датчика. В то время как искажение информации только по одному из каналов преоб разователя с низкой разрешающей способностью приводит к возникновению дребезга, который может быть устранен путем организации перекрестных связей между каналами, одиночная помеха на одном из выходов датчика в преобразователях приводит к одновременному искажению информации на входе логического блока ввиду наличия взаимной синусно-косинусной обработки информации в сумматоре (суммо-разностном блоке) и устройстве сложения несущих. Низкая помехоустойчивость известно го преобразователя обуславливает возможность его сбоев в работе. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости импульсного преобразователя угла в код. Эта цель достигается тем, что в импульсный преобразователь угла в код содержащий источник переменного напряжения, подключенный ко входу синусно-косинусного датчика угла, выходы которого соединены со входами масштабного блока, выходами соединенного со входами сумматора, выходы которого через блок формирователей огибающих меандров подключены ко входам блока сложения несущих и логический блок, введены два блока задержки, четыре инвертора, четыре элемента И и два триггера, при этом выходы блока сложения несущих подключены к входам блоков задержки, к первым входам первого и третьего элементов И и через второй и четвертый инверторы - к первым входам второго и четвертого элементов И, выходы блоков задержки подключены к вторым входам первого и третьего элементов И и через первый и третий инверторы - к вторым входам второго и четвертого элементов И, выходы четыреХ: элементов И попарно соединены с входами соответствующих триггеров,, выходы которых соединены с входами логического блока. Введение перечисленных устройств позволяет исключить имитацию ложного движения датчика при возникновении искажения информации одновременно в синусном и косинусном каналах преобразователя, путем выявления моментов совпадения задержанной и текущей информации и последующей ее логической обработки в каждом из каналов с учетом изменения полярности огибающих. На фиг. 1 представлена структурная схема импульсного преобразователя угла в код; на фиг. 2 - диаграмма его работы. Преобразователь (фиг. 1) содержит источник 1 переменного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 угла, масштабный блок.З, сумматор- +, блок 5 формирователей огибающих меандров, блок 6 сложения несущих, блоки 7 и 8 задержки, инверторы , элементы И 13-16, RS-триггеры 17 и 1 и логически блок 19. Источник 1 переменного напряжения подключен к входу синусно-косинусного датчика 2 угла, выходы которого соединены со входами масштабного блока 3. Выходы последнего соединены со входами сумматора k, соединенного выходами с входами блока 5 формирователей огибающих меандров. Выходы блока 5 подключены ко входам блока 6 сложения несущих, выходы которого соединены со входами блоков 7 и 8 задержки, входами инверторов 10 и 12 и первыми входами элементов И 13 и 15. Выходы блоков 7 и 8 задержки подключены ко входам инверторов 9 и 11 и к вторым входам элементов И 13 и 15i вы ходы которых подключены к входам RS-триггеров 17 и 18. Выходы инверторов 9, 10 и 11, 12 подключены соответ ственно ко входам элементов И и 16 выходы которых подключены ко входам RS-триггеров 1 и 18. Выходы последних соединены с входами логического блока 19, выходы которого являются выходами преобразователя. Блоки 7 и 8 задержки могут быть выполнены, например, в виде последовательно соединенных линий задержки. На диаграмме 1,фиг. 2) 20 i 27 есть сигналы на выходе блока 6 сложения несущих; 21 - с выхода блока 7 задержки; 28 - с выхода блока b задержки; 23, 30, 2 и 31 с выходов инверторов 9-12; 22, 25, 29 и 32 с выходов элементов И 13-16; 26 и 33 - с выходов триггеров 17 и 18; З и 35 - с выходов логического блока 19Предлагаемый преобразовате ль работает следующим образом. Источник 1 переменного напряжения запитывает синУсно-косинуснЫй датчик 2 угла. При этом с вцхода датчика 2 снимаются два балансно-модулированных напряжения, сдвинутых друг относитель но друга на 90 эл.град. Сигналы с дат чина 2 поступают на входы масштабного блока 3, который преобразует эти сигналы в систему многоуровневых напряжений. Дискретность изменения амплитуды в масштабном блоке 3 определяется заданной дискретностью изменения углового перемещения Ь. cL. В сумматоре k выходные напряжения блока 3 преобразуются в многофазную систему сигналов с частотой синусного и косинусного сигналов с выходов датчика 2, каждый из которых по отношению к соседним сдвинут на угол AdL. Для этого в сумматоре k сигналы синусного ка нала складываются и, вычитаются с сиг;налами косинусного канала, и наоборот Сигналы с выхода сумматора , заполненные несущей, поступают на входы блока 5 формирователей, вырабатывающи сигналы, заполненные несущей типа меандр. Сигналы с выходов блока 5 формирователей поступают на входы бло ка 6 сложения несущих. В результате последовательного объединения сигналов, поступающих на вход блока 6 сложения несущих, на выходе этого блока формируются два продетектированных сигнала 20 и 27, смещенных один относительно другого на УГОЛ наличии одиночной Помехи по входу преобразователя с выхода любого из каналов датчика.2) на выходе блока 6 в результате взаимной обработки синусно-косинусных сигналов датчика возникает одновременное искажение информации в сигналах 20 и 27 для любой их полярности. Из диаграммы (фиг. 2) видно, что в этом случае в сигналах имеются одиночные провал. Для исключения искажения информации в каждом из каналов Преобразователя, например, в синусном, выходной сигнал 20 с блока 6 сложения несущих подается непосредственно и через блок 7 задержки (сигнал , 21) на первый и второй входы элемента И 13. При этом на входах этого элемента имеется текущая 20 и задержанная 21 информация. С выхода элемента И 13 снимается сигнал 22, в котором отсутствует искажение информации для огибающей с логическим уровнем О и остается искажение информации для огибающей 20 с логическим уровнем Для снятия искажения информации сигнал 20 поступает через инвертор 10 (сигнал 23) на вход элемента И 14, на другой вход которого поступает сигнал 2 с выхода инвертора 9. С выхода элемента И }k снимается сигнал 25, в котором отсутствует искажение для сигнала 20 с логическим уровнем 1 и остается искажение для сигнала 20 с логическим уровнем О. Сигналы 22 и 25 с выходо элементов И 13 и И подаются соответственно на входы R и S триггера 17. Так как в этих сигналах имеются искажения только на единичных уровнях огибающих и отсутствуют искажения на нулевых их уровнях, то указанные искажения не передаются на выходной сигнал 26 триггера 17. Аналогичным образом снижается искажение информации, имеющееся одновременно в выходном сигнале 27 блока 6. В результате с выхода триггера 18 косинусного канала снимается сигнал 33 ез искажений. Для нормальной работы преобразователя необходимо чтобы величина задержки Т блоков 7 и 8 была больше времени искажения информации, т. е. с одной стороны, и , где t - время смены полезной информации, с другой стороны. Сигналы 26 и 33 подаются на логический блок 19, который вырабатывает и распределяет счетные импульсы в за висимости от направления вращения. Отсутствие искажений информации в этих сигналах обеспечивает отсутстви ложных импульсов на выходе логическо го блока 19 при воздействии одиночных помех по входу преобразователя. Таким образом, предлагаемый преоб разователь угла в код полностью исключает возможность искажения ин формации одновременно в обоих каналах, имитирующего ложное движение датчика при воздействии одиночных no мех по входу преобразователя. Формула изобретения Импульсный преобразователь угла в код, содержащий последовательно включенные источник переменного напряжения, синусно-косинусный датчик угла, масштабный блок, сумматор, бло формирователей огибающих меандров, блок сложения несущих, а также логи«ский блок, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при сохранении высокой разрешающей способности, в него введены два блока задержки, четыре инвертора, четыре элемента И и два триггера, при этом первый и втооой выходы блока сложения несущих подключены соответственно к входам первого и второго блоков задержки и к первым входам первого и третьего элементов И, а через второй и четвертый инверторы к первым входам второго и четвертого элементов И, выходы блоков задержки подключены к вторым входам первого и третьего элементов И и через первый и третий инверторы - к вторым входам второго и четвертого элементов И, выходы четырех элементов И попарно соединены с входами соответствующих триг геров, выходы которых соединены с входами логического блока. Источники, информации. Принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff , кл. G 08 С 9/00, 1979. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке № 280609 4/21, 01.08.79.