Импульсный преобразователь перемещения Советский патент 1982 года по МПК G08C9/00 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к автоматикё и вычислительной технике и предназна- чено для преобразования угла поворота в число-импульсный код.

Известен преобразователь перемещения в код, в котором сигналы датчика перемещения подаются на аналоговые демодуляторы, которые выделяют огибающую выходных сигналов, сигналы с выходов демодуляторов поступают на модуляторы синусного и косинусного каналов, в качестве модулирующего напряжения используется напряжение с делителя частоты, коэффициент деления которого определяется требуемой разрешающей способностью, сигналы с выходов модуляторов, имеющие структуру сигналов датчика перемещения, но с более низкой . частотой несущей подаются на фазирующий контур, где суммируются на общей нагрузке, в результате чего получается сигнал, приращение фазы которого пропорционально изменению угла поворота

вала, по перемещению импульса, сформированного из сигнала приращения фааы, относительно неподвижной шкалы с делителя частоты, в блоке логики формируются импульсы перемещения С1 .

Недостатком преобразователя являет ся сложность реализации тракта преобразования из-за наличия аналоговых узлов (демодуляторы, модуляторы, фазирующий контур) и делителя частоты с форми10рователем шкалы и невысокая надежность.

л.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный преобразователь

15 перемещения, содержащий датчик перемещения, вход которого соединен с выходом генератора и входом формирователя Т1мпульсов, а выходы - с входами суммо-вычитакяцего блока, первый ьыход

20 которого соединен с прямым входом пер-, вого элемента ЗАПРЕТ, второй третий, четвертый, П5ггый, шестой и седьмой выходы суммо-вычитающего -блока соедийены с прямыми входами одноименных и инверсными предыдущих элементов ЗАПРЕТ, восьмой выход суммо-вычита( щего блока соединен с инверсным hEsxoдом последнего элемента ЗАПРЕТ, элементы ИЛИ, взЕЛходы первого и второго из которых соединены с первым и вторым щходами первого триггера, выходы третье.го и четвертого элементов ИЛИ соединены с первым и вторым входами второго триггера, и формирователь кодовых импульсов , входы которого сое динены с выходами триггеров 2 3 . Недостатком преобразователя я -ляется его относительная сложность и невысокая надежность. Цель изобретения - упрощения и повь mejffle надежности импульсного преобразователя перемещений. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный преобразователь перемещения, содержащий датчик перемещения, вход которого соединен с выходом генератора и входом первого формирователя импульсов, а выходы - с входами суммо-вычитающего блока, первый выход которого соединен .с первым вход дом первого элемента ЗАПРЕТ, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы суммо-вычитающего бло ка соединены с прямыми входами предьГ душих элементов ЗАПРЕТ, восьмой выход суммо-вычитающёго блока соединен инверсным входом последнего элемента ЗАПРЕТ, пять элементов ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с первым и вторъп входами пер вого триггера, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены с первым и вторым входами триггера и формирователь кодовых импутпьсов, входы которого соединены с выходами триг геров, введены второй формирователь импульсов и элемент И, входы которого соединены с первым и восьмым выходами блока,. выходы первого и пятого, третьего и седьмого, второго и шестого элементов ЗАПРЕТ, а также четвертого элемента ЗАПРЕТ и элемента И соединены соответственно попарно со входами первых четырех элементов ИЛИ второй формирователь импульсов подключен к Ьыходу генератора, выходы формирователей импульсов через пятый элемент ИЛИ соединены с третьими вход ми триггеров. На чертеже приведена схема импульс ного преобразователя перемещения. Преобразователь содержит датчик 1 перемещения, генератор 2, суммо-вычитающий блок 3, формирователи 4 и 5 импульсов, элемент 6 И, элементы ИЛИ 7-11, триггеры 12 и 13, элементы 14 - 20 ЗАПРЕТ, формирователь 21 кодовых импульсов. Преобразователь работает следующим офазом. Выходные сигналы датчика 1 перемещения, преобразованные суммо-вычитаюн щим блоком 3, например, в восемь сигналов со сдвигом моментов смены фазы несущей частоты на 22,5° п (гдеп 0,1,2...7) относительно момента смены фазы несущей частоты одного из каналов датчика 1, поступакгг в схему логической обработки, реализованную на элементе И 6 и элементах ИЛИ 7-10 в соответствии со следующими логическими соотношениями:511 53 4 5758 5,, S,5,V5g5, 5. 5, j... z сигналы суммо-вычитаю|Щего блока 3. Сигналы 5., и подаются на управляющие ( J и К ) входы триггера 13, а сигналы З и управляющие ( и и К ) входы триггера. 12. Персключетше триггеров 12 и 13 осуществляется по исполнительным входам, сформированным формирователями 4 и 5 и объединенными элементом ИЛИ 11 с сигналами генератора 2. Формирователь 4 формирует тактовые икотульсы по положительной полуволне сигнала генератора 2, а формирователь 5 - по отрицательной полуволне сигнала. При этом на выходе элемента ИЛИ 1 образуется удвоенная по частоте (по сравнению с сигналами генератора 2) последовательность тактовых импульсов. Известно, что информация об угле поворота ротора датчика 1 перемещения заложена в амплитуде и фазе несушей выходных сигналов . В предлагаемом преобразователе в тракте формирования сигналов S . - - 5 -J-I--- --f используется информация только об изменении фазы несушей сигнала на 180 эл. град, в моменты перехода сдвинутых по фазе огибагацей сигналов , . .. 5., через нулевое положение. Исходя из этого, выходные сигналы 5... будут при определенных угловых положениях ротора датчика 1 перемещения либо совпадать по фазе с напряжением возбуждения, либо будут сдвинуты на 18О эл. град. При этом фор мирование потенциальных перепадов по сигналам S.... и тактовой частоте напряжения возбуждения у такт, синхронными триггерами 12 и 13 производится только при совпадении фаз сигналов 5. .. 5 с / такт., при сдвиге этих сигналов по фазе на 180 эл. град, состояние триггеров 12 и 13 не изменя ется. В прео азователе формировегниб потенциальных сигналов производится дважды за период огибающей: в одном полупериоде за счет синфазности сигналов с одной тактовой последовательностью импульсов (с выхода формировате- ля 4), в другом полупериодё при смене фазы несушей сигнала на 180 эл. град. с другой тактовой последовательностью (с выхода формирователя 5). Таким обр зом, при удвоении частоты тактовых импульсов на исполнительных входах три геров 12 и 13 также обеспечивается формирование потенциональных сигналов триггерами 12 и 13 дважды за период огибатацей сигнала -Уи ,Sa, ), С выходов триггера 12 и 13 снимаю ся потешгиональные сигналы, которые подаются в формирователь 21 кодовых импульсов, который по перепадам потенциалов выходньк сигналов 12 и 13 формирует импульсы, число которых пропорционально приращению угла по ворота вала датчика 1 и распреде ляет их по каналам направления (вращение вправо, или вращение влево). Экономический эффект от использова ния изобретения обусловлен его техническими особенностями , приведенными вьпие. ормула изобретение Импульсный преобразователь перемешения, содержащий датчик перемешенвя, вход которого соединен с выходом генератора и входом первого формирователя импульсов, а выходы - с входами суммо-вычитающего блока, первый выход которого соединен с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, второй третий, четвертый, пятый, и шестой и седьмой выходы суммо-вычитакшего бпока соединены с прямыми входами одноименных и инверсными входами предыцуших элементов ЗАПРЕТ, восьмой выход суммо-вычитающего бпока соединен с инверсным входом последнего элемента ЗАПРЕТ, пять элементов ИЛИ, выходьт первого и второго элементов ИЛИ соединены с первым и вторым входами аервоготриггера, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены с первым и вторым входами второго триггера, и формирователь кодовых кмпулъсов, входы которого соединены с выходами триггеров, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью упрощения и повьппения надежности преобразователя, в него введены второй формирователе . импульсов и элек5ент И, входы которого соединены с первым и восьмым выходами суммо-вычитающего блока, выходы первого и пятого, третьего и седьмого, второго и щестого элементов ЗАПРЕТ, а также четвертого элемента ЗАПРЕТ и элемента И соединены соответственно попарно с входами первых четырех элементов ИЛИ, второй формирователь импульсов подключен к выходу генератора, выходы формирователей импульсов через пятый элемент ИЛИ соединены с третьими входами триггеров. Исгоч шки информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 415691, кл. G О8 С 9/О4, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 8947G8, кл. Q О8 С 9/ОО, 1980 (прототип):

/

и

а

(,

S,

г О- O-ii ( 1 О) . f6 I /7 I /4 I / I // I

(О

SF

/«7

/

$,

..

/4

//