Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

1

Изобретение относится к автоматике, информационно-измерительной и вычислительной TesjufflKe и может быть использовано в сист«у1ах управления и регулирования.

Известны преобразователи угол-код, сюдержашие генератор икшульсов, делитель частоты, формирователи импульсов, фазоЕрашатель, фильтр, позволяющие преобразовать угол поворота вала фазовращателя в дифровой код с щюмеЖуточным преобразованием в фазу.

Рпнако такие преобразователи имеют малую вероятность безотказной работы.

Наиболее близким по технической сушяост к изобретению является преобразователь угол-код, содержавши генератор импульсов, выход которого соединен с входами делителя частоты и импульсного дешифратора. Выходы дешифратора связа-ны с выходами формирователей импульсных напряжений, выходы котчрых соединены с аналоговыми сумматорами, а вы-ч ходы аналоговых сумматоров соединены ЕАЛА В КОД

С входами фазсшраиштеля. Выход фазовращатеятя через фготьтр подсоединен к фс мироватешо фазовогчэ импульса Г1 .

OjytaKo данный преобразователь имеет низкую достоверность выходного кода преобразователя.

Цель изобретения - увеличение достоверности выходного кода преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем генератор импульсов, выход которого соединен с сишфсяш рующим входом пе{}вого импульсного дещифратора и входом делите ля частоты, выход которого соединен с информационным входом первого импульс, ного дешифратора, выходы которого соединены с соответству рщими входами первого и второго фqpмиpoвaтeлeй импульсного нафяжения, выходы которых соединены с первыми входами аналоговых сумматоров, выходы KOTOpbjx соединеды с входами фазовращателя, выход которого соединен с входом первого фильтра, вм- 365135 Ход которого соединен с входсм первого формирователя фазового импульса, третий и четвертый формирователи импульсного напряжения, выходы которых соединены с вторыми входами аналоговых сумматоров, введены вторые импуттьсный ц&шфратор, фильтр и формирователь фазового импульса, регистр, потенциальный дешифратор, диагностический триггер н блок , преобразования кодов, выход coe-jo динен с информационным входом второго импульсного деишфратора, выходы которо 1Х соединены с соответствующими входами третьего и четвертого формирователей импульсного напряжения, выход фазовращателя соединен с входом второго фегаьтра, выход которого соединен через второй формирователь фазового импульса с { Г-входом диагностического триггера, выход делителя частоты соединен с первыми входами блока преобразования кодо и регистра и-входом потенциального дешифратора, выход которого соединен с 1 -входом диагностического триггера, выход первогчэ формирователя фазового импульса соединен с вторым входом регистра, выход соединен с вторым входсял блока преобрйзования кодов, выход ген датора импульсов соединеа с свнхрониэярукнцнм входам второго импупьсногчэ деишфратора. На фйг. 1 првведен структурная схема преобраэоватетм; на фзп 2 - вре менные диаграммы работы отдельных блоков прео разО ватепя. Преобразователь содержит Г€яд атодр 1 импульсов, депш-еахь 2 частоты, блок 3 зпреобразования кодов, вмщгяьсвые дешифраторы 4 и 5, формвроватепв 6-9 импульсного напряжеания, аналоговхде сум маторы 10 и 11, фазовращатель 12, фильтры 13 и 14, формщюеатепв и 16 фазового импульса, регистр 17, потенциальный деши41ратор 18 и диагностический триггер 19. На диаграмме взображсны следующие потенциалы: О -первый дешифат :ра 4, б - второй выход дешифратора 4у В - третий выход дешифратора 4, t выход формирователя 6, е - ыход фор мироватепя 7, зК - первый выход деши4 р Ячзра 5, и - третий выход дешифратора 5, К - четвертый выход дешифратора 5, Л - выход фqpмиpoвaтeпя 8, м - выхсв фqplмиpoвaтeля 9, (и - выход сумматора 10, ..е - выход сумматора 11, п - выход 4ипьгра 13, р - выход (|Ельтра 14, Ч угол поворота вала фазовращателя. 5 Преобразователь работает следующим образом. Импульсы, вырабатъшаемые генератором 1, поступают для счета в делитель 2 и для сширонизапии в импульсные дешифраторы 4 и 5. С выхода делителя 2 последовательностъ кодов поступает на имггульсный дешифратор 4, на выходах которого появляются импульсы в следуютих случаях на выходе 1 при | на выходе 2 при Н.г на выходе 3 при vi 4 на выходе 4 при ... / 12 где N - максимальное значение кодов N . Выходы 1 и 2 импульснсяро дешифратора 4 соеддаеяы соответственно с входами S и R R - S - -рвВЕггера, обраЗукяцего формирователь импутшсного напряжения 6. Выходы 3 и 4 импуяьсногхэ дешифратора 4 соедино1Ы соответственно с входами S и R R - S -триггера, образующего формирователь импульсного напряжения 7, Единичные выходы R 5 -чфигг ров явл51ются выходами форми)- , роватеяей 6 и 7, на этих выходах образ(уются ва1ф5р(Сешш типа меандр, с периодом Т, , сдвинутые друг относительно фуга на четверть периода, т.е. являкхпиеся кващютурными. Аяапог счно на выходах импульсного дешифратора 5 импульсы появляются в сяепукшшх случаях ;rA «WM4#A -«JLJ ГИАЛаЛ. выходе 1 яря на выходе 2 при N3 г Н|нИ на выходе 3 при N с 4 на выходе 4 при ., УЗ / л- 4 где максимальное значение кодов Выходы 1 и 2 импульсного депшфра тора 5 соединены соответственно с входамми S и R R - S -триггера, об разуюшего форлироватепь импульсного напряжения 8. а,1ходы 3 и 4 и|лпу7гьсного дешнфратора 5 соеданены соответственно с входами S и R R - 5 -vftxrrepa, образующего фс мироватепь Зйалпульсного напряжения 9, Единичные выходы R - 5Qтриггеров являются выходами формирова телей 8 и 9, на этих выходах образуются напряжения тина меандр с нериодом Т « 2,5Т , сдвинутые фуг относительно друга на четверть периода, т.е. 5шля Л1шеся квадратурными. Аналоговые сумматоры 1О и 11 скла дывают попарно полученные напряжения и подают их на вход фазовращателя. Аналоговые сумматоры 1О, 11 представпяют собой суммируюшие усилители, на основе операционного усилителя. Одновременно с выхода делителя 2 последовательность кодов поступает на блок 3 преобразования кодов, где происяодит сложение этих кодов с выходным кодом преобразователя с одноврет енным деяйнояем на число 2,5. Т.о. Hia выходе блока 3 гфеобразования кодов образуется новая последовательность кодов. Формирование блоком. 3 поа едовательности кодов со сдвшчял, пропорциона;гшным выходному коду преобразователя, осуществляется следующим образом. Пскотедовательность кодов с выхода делителя 2 умножается на число 0,4, что равнозначно делению на число 2,5. Число О,4 15)едставляется 0. г 7° Исходя из такого представления умно жение кода N на число 0,4 представляется в виде N-P.4 N . N -- Л . Л N . N 10 ,ДгН- , qb rgl ,10 2. 1 Таким образом, чтобы умножить код N на чиспо 0,4 необходимо сложить семь кодов, каждый из которых образует ся путем сдвига в сторону младших разрядов соответственно на 2, 3, 6, 7, 1О 11 н 12 разрядов. Такое сложение осуществляется на комбинационных суммато pax. При этом на блок 3 от делителя 2 подводится последовательность кодов Ы с разрядностью п , на импульсный Д€ШИ(атор 4 - последовательность ко дов N.,, образующихся из п -2 младшвк разрядов кодов N , а после умножения N на 0,4 берется последовательность кодов Nij , образующихся из П -2 младщих разрядов кодов N 0,4. Если обозначить через At интервал врекюнд щага последовательности кодов N , то период последовательнос ги кодов , идущих на импульсный дешифратор 4, .i 7 В другом случае период последовательности кодов, образующихся из п -2 младших разрядов кодов N 0,4, равен ,5 где деление на 2 означает, тго берется (п -2) младших разряда.., Сравнивая Т. я Tij вИдно, что ,V. , Т.е. период последовательности кодов N(2 в 2,5 раза богаьще периода последовательности кодов N.. Последовательность коде Nij затем суммируется с выходным коде щ еобразоватепя (суммирование осуществляется на комбинационных сумматорах) и пояученная новая последовательность N имеет период в 2,5 раза больше периода последовательности N , но нулевое зяачение сдвинуто на значение выходного кода преобразователя. В связи с использованием комбвввдионных сумматс хэв отпадает необходимость в цепн синхронизации работы бпока 3 преобразования кодов. Таким образом, на один вход фазсвращателя 12 подходит напряжение UH ° и + л , а на /фугой вход фазо ращателя 12 подходит напряжение UQ « Uje + Un , причем Ug является кващютурным к и , а и, является ква/фатурным к и/, . Период U и UA равш Т-, , а период U, и U равен Т, 2,5 Т . На основании приниипа наложения, на выходе фазовращателя имеется напряжение ч причем первая гармоника формируется под воэдействиет первых гармоник квадратурных нахфяжетий и и и , первая гармоника 0( формируется под воздействием первых гарлоиик квадратурных напряжений С/д и (ff . Причем фаза первой гармоники напряжения равна углу поворота вала фазовращателя, а фаза первой гармошки напряжения О равна нулю или 18О° относительно опорного напряжения на выходе формирователя 6, Фильтры 13 и 14, выделяя первые гармоники напряжений 11 11. сдвигают фазы этих rajaioнкк. Считая, что фильтры идентичбы, и что их фазы неизменны и равны и приняв фазовый сдвиг фильтров за начало отсчета, можно утверждать, что фаза напряжения на выходе фильтра 13 (он выделяет первую гармонику напряжения U|rt ) равна углу поворота вала фазовра иштепя, а фаза напряжения на выходе фильтра 14 (он вьщеляет первую гармонику напряжения 1/) равна нулю или 180 (фесг. 2, моменты -fc и tiji ). Импульс с выхода формирователя 15 проиаводат запись кода, характеризующего угол поворота вала фазовраоштеля, с выхода делителя 2 в регистр 17. В момент же выхода импутшса с формирова теля 16, код в делителе равен нулю изш /толсясение максимального значения, потенциальный дещи(1)атор 18 выдает на свой выход сигнал в виде логической когсрая записывается в диагностический триггер 19, который представляет собой D - V -триггер, D - выход этого триз гера соединен с выходом потенциального дешифратора 18j а V -выход соедЕШен с выходом формирователя фазового импульса 16. Диагностический триггер 19 изменяет свое состояние в соответствии с сигналом на выходе дешифратора 18 лишь в том случае, если на его V -вход придет импульс с формирователя фазового импульса 16, Единичное состояние диагностического триггера 19 характеризует исправное состояние преобразователя; В случае же неисправности в момент выхода импульса с формирователя 16, код в делителе 2 не равен нутпо шш половине максимального значения, на выходе дешифратора 18 устанавливается О и в триггер записывается логический О фзксирукшшй неисправность. Эконслшческий эффект от использования предлагаемого преобразователя определяется его техническими преимущества ми. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, сод шаший ген) импульсов, выход которого соединен с сшсфонвзирую щим входом nejJBcro импульсного дешифратора и входом депитвйш частоты, выход которого соединен с ииффмадионным вхо дом первого импутшсного детпи ратора, выходы которого соединены с соответствующими входами первого и второго формирователей импульсного напряжения, выходы кото1л 1Х соединены с входами аналоговых сумматоров, выходы которых -соединены с входами фазовращателя, выход которого соединен с входом первого фильтра, выход которого соединен с входом первого формирователя фазового импульса, третий и четверть1Й формирователи импульсного напряжения, выходы которых соединены с вторыми входами аналоговых сумматоров, о т личающийся тем, что, с целью увеличения достов жости выходного кода, в преобразователь введены вторые импульсный деши4ратсф, фильтр и формирователь фазового импульса, регистр, потенциальный д ШЕфратор, диагностический триггер и блок преобразования кодов, выход которогю соединен с инфqpмaдиoнным входом второго импульсного дешифраTqpa, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего и четвертого формирователей импутпьсного нахфяжения, выход фазовращателя соединен со входом фвльтра, выход соедини через втqpoй формирсжатель фазового импульса с V -входсв«1 диагностического ipMTepa, выход делителя частоты соединен с первыми входами блока преобразования кодов и регистра и входом потеншшльного дешифдратора, выход которого соединен с D -входсал диагностического триггера, выход первого фсзрмироватепя фазового импульса соедвиея с вторым входом регистра, выход соединен с втсрым входом блока 1феоб- . разования кодов, вьвсод гея атора импульсов соединен с сишфояизврующим входом второго импульсного дешифрато-. ра..I Источники информации 1 шнятые во внимание при экспертизе 1. Автфское свидетельство СССР № 413515, кл. 0 Об С 9/04, 1972 (iqpoToarai).

-2rt