Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автомати ке и идчислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым шлчиспительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), подключенные к последо,вательно соединенным формирователям младяих разрядов выходного кода fl.

Недостаток таких преобразователейих сложность.

Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, выходы которого подключены к коммутатору октантов, последовательно соединенные блоки преобразования кода в напряжение (ПКН) и сумматор, элемент сравнения, выход которого подключен к блоку управления и регистру, выход регистра подключен к цифровым входам блоков ПКН, генератор импульсов, подключенной к тактошлм входам регистра и блока управления, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора октантов 2.

Недостаток указанного преобразова,теля - его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, выходы которых через коммутатор каналов, управляющий вход которого соединен с адресным блоком, подключены к первому и второму инвертирующим усилителям, выходы которых непосредст10венно и через третий и четвертый инвертирукидие усилители подключены к коммутатору октантов, синусный выход коммутатора октантов подключен к первому входу блока преобразования на15пряжения в код и к одному входу блока преобразования кода в напряжение, делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, источ20ник напряжения переменного тока через формирователь подключен к распределителю импульсов, первый выход которого подключен к одному управляющему входу коммутатора октантов, а вто25рой - к третьему входу блока преобразования напряжения в код и к одному входу регистра октантов, выход которого подключен к другому управляющему ВХОДУ коммутатора октантов и к одному

30 входу выходного регистра, первый выход блока преобразования напряжения в код подключен к другому входу регистра октантов, второй - к другому входу выходного регистра. Третьи выходы блока преобразования напряжения в код подключены к другим входам блока преобразования кода в напряжение, выход которого и косинусный шлход коммутатора октантов подключены к входам делителя напряжения f3J. Недостатком известного преобразователя является невысокая,точность, вызванная методической погроиностью преобразователя. : Цель изобретения - повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем в преобразователь, угла поворота вала в код, содержащий синусно. косинусный вращающиеся трансформаторы, выходы которых через коммутатор каналов, управляющий вход которого соединен с адресным блоком, подключе ны к первому и второму инвертирующим усилителям, выходы которых кJпocpeдственно и через третий и четвертый инвертирующие усилители подключены к комиутатору.октантов, синусный выход коммутатора октантов подключен к первому входу блока преобразования напряжения в код и к одному входу блока преобразования кода в напряжение, делитель напряжения, выход кото рого подкпючен к второму входу блока преобразования, напряжения в код, источник напряжения переменного тока через формирователь подключен к распределителю импульоэв, первый выход которого подключен к одному управляю щему входу KON iyTaTOpa октантов, а второй - к третьему входу блока преобразования напряжения в код и одному входу регистра октантов, выход которого подключен к другому управля ющему входу коммутатора октантов и к одному входу выходного регистра, первый выход блока преобразования напряжения в код подключен к другому входу регистра октантов, второй - к другому входу выходного регистра, введены второй делитель напряжения, первый и второй ключи и буферный регистр, сигнальные входы которого сое динены с- третьими выходами блока пре образования напряжения в код, а выходы подключены к другим входам блока преобразования кода в напряжение, выход которого подключен к входу первого ключа, косинусный выход коммутатора октантов подключен к входу второго ключа, одни выходи первого и второго ключей подключены к входам первого делителя напряжения, а други выходы первого и второго ключей - к входам второго делителя напряжения, выход которого подключен к второму входу блока преобразования напряжени в код, а третий выход распределителя импульсов подключен к управляющим входам первого и второго ключей и буферного регистра. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство состоит из СКВТ 1, выходные обмотки которых соединены с входами коммутатора 2 каналов, управляющий вход которого соединен с выходом адресного блока 3. Синусный выход коммутатора 2 соединен с последовательно включенными инвертирующими усилителями 4, а косинусный - с последовательно включенными инвертирующими усилителями 5. Выходы усилителей 4 и 5 соединены с входами коммутатора 6 октантов, управлякядий вход которого соединен с выходом регистра 7октантов, синусный выход коммутатора 6 подключен к первому входу, блока 8преобразования напряжения в код и . к одному входу блока 9 преобразования кода в напряжение. Косинусный выход коммутатора б и выход блока 9 подключены к входам ключей 10 и 11. Одни выходы ключей 10 и 11 подключены к входам первого делителя 12 напряжения, а другие выходы ключей 10 и 11 к входам второго делителя 13 напряжения. Выходы делителей 12 и 13 объединены и подключены к второму входу блока 8. Источник 14 напряжения переменного тока через формирователь 15 подключен к распределителю 16 импульсов, первый выход которого подключен к однол управляющему входу коммутатора 6, а второй - к третьему входу блока 8 и к одному входу регистра 7, выход которого подключен к одному входу выходного регистра 17. Первый шдход блока 8 подключен к другому входу регистра 7, второй - к другому входу регистра 17, а третьи выходы через буферный регистр 18 - к другим входам блока 9. Третий выход распределителя 16 подключен к управляющим входам ключей 10 и 11 и регистра 18. Блок 8 содержит элеме.нт 19 сравнения, блок 20 преобразования кода в напряжение и регистр 21. Первый, второй и третий входы блока 8 подключены соответственно к прямому входу злемента 19, аналоговому входу блока 20 и тактовому входу регистра 21. Первый выход блока 8 соединен с выходом элемента 19 и подключен к управляющему входу регистра 21, выходы которого подключены к второму и третьему Btf ходам блока 8 и к управляющим входам блока 20, выход которого подключен к инверсному входу элемента 19. Преобразователь работает следующим образом. Последовательность работы преобразователя задается распределителем 16 импульсов, который запускается формирователем 15 и управляет работой коммутатора 6 октантов, регистра 7 октантов, элемента 19 сравнения, ключей 10 и 11, буферного регистра 18 и регистра 21. При повороте роторов СКВТ на различные углы меняются синусные и косинусные напряжения выходных обмоток СКИТ, соединенных с коммутатором 2 Каналов, на выходе ко торого воспроизводятся синусные и косинусные напряжения того СКВТ, адрес:крторого установлен на блоке 3. Дважды.инвертируемые синусные и косинусные напряжения последовательно во времени подсоединяются через коммутатор 6 к прямому входу элемента 19. В результате сравнения с нулевым уровнем, подаваемом на инверсный вход элемента 19, определяются знаки фаз синусно1ч: и косинусного напряжений, т.е. производе1тся выбор квадран та и формируется значение первых дву разрядов кода старших разрядов. Выбор октанта достигается соответ ствующей коЕФ тацией инвертированных и неинвертированных нащ яжений в ком мутатсчре б октантов, который управля ется регистром 7 октантов и распреде .лителем 16 импульсов. Сравнение напряжений происход;|т иа элементе 19 при подаче синусного ,напряжения- на прямой вход, а комбинации синусного и косинусного напряжений на инверсны вход через делитель 12 и блок 20 в первом положении ключей 10 и 11 и полном значении кода навыходах регистров 18 и 21. В результате в регистре 7 формируется код номера окта та (код трех старших разрядов), а на кзходах коммутатора б воспроизводятся два напряжения, одно из которых соответствует синусу первого октанта (синусное), а второе - косинусу первого октанта (косинусное). Эти напряжения имеют положительную фазу и синусное всегда меныие коси.нусного, Последующее преобразование происходит в два этайа в блоке 8, который построен по методу поразрядного урав новешивания. На пер-воМ этапе преобразования ключи 10 и 11 продолжают находиться в первом положении I, а буферный регистр 18 транслирует ко довые сигнгшы с регистра 21 на вход блока 9. В средней точке делителя 12 формируется опорное напряжение, соот ветствующее выра)сению U - aco5d.+ , где d 0,8193 постоянный коэффициент;угол поворота вала, выходной код регистра 21 в конце первого этапа. В конце первого этапа распределитель 16 одновременно переводит буферный регистр 18 в режим запоминания кода & и переключает во второе положение- II ключи 10 и 11. На втором этапе преобразования в устройстве решается зависимость .i.CtoCosA+ (l-b)eiSihA где выходной код регистра 21в конце второго этапа; il CDSdU+y-b) - опорноеf :напряжение, формируемое в средней точке делителя 13, bsTC/ - постоянный коэффициент. Умножение синусно-косинусных напряжений (coa«t и ©4eiH iJ на коэффициенты Q ,. (+-о,), Cf-b производится на делителях 12 и 13, причем отношение сопротивления резистора делителя 12, подключаемого к выходу блока 9, к сукме сопротивлений обоих резисторов этого делителя равно а . То же самое отношение резисторов делителя 13 равно Ъ . Нестабильности плеч делителей 12 и 13 не вызывают дополнительной погрешности в точках д шПазона изменения угла, кратных 45Р , так как в этом случае на крайние точки делителей поступают одинаковые напряжения, пропорциональные 0,7071« С выхода регистра 21 код угла подается на вход регистра 17 хранения кода, на другой вход которого из регистра 7 октантов подается код номера октанта. В результате простого суммирования этих кодов получается полный выходной код преобразуемого угла поворота, поступающий далее в ЦВМ. Такой.преобразователь обеспечивает при указанных з 1ачениях коэффициентов а и b величину методической погрешности линейного преобразования угла в код, не преилшаютую±1, что составляет 4 0,000008% от угла 360° . Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала код, содержащий синусно-косинусные ращающиеся трансформаторы, выходы через коммутатор Каналов, упавляющий вход которого соединен с дресным блоком, подключены к перво.у и второму инвертируюцйм усилитеям, выходы которых непосредственно через третий и четвертый инвертиующие усилители подключены к коммуатору октантов, синусный выход комутатора октантов подключен к первоу входу блока преобразования напряения в код и к одному входу блока

преобразования кода в напряжение, делитель напряжения, выход .которого подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, источник напряжения переменного тока через формирователь подключен к распределителю импульсов, первый выход которого подключен к одному управлякаде входу коммутатора октантов, э второй - к третьему входу блока преобразования напряжения в код и одному входу регистра октантов, выход которого подключен к другому управляющему входу коммутатора октантов и к одному входу выходного регистра, первый выход блока преобразования напряжения в код подключен к другому входу регистра октантов, второй - к другому входу выходного регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены второй делитель напряжения, первый и второй ключи и буферный регистр, сигнальные входы которого соединены с третьими выходами блока преобразования напряжения в кол, а выходы подключены к другим входам блока преобразования кода в напряжение клход которого подключен к входу первого ключа, косинусный выход коммутатора октантов подключен к входу второго ключа, одни выходы первого и второго ключей подключены к входам первого делителя напряжения, а другие выходы первого и второго ключей к входам второго делителя напряжения выход которого подключен к второму входу блока преобразования напряжени в код, а третий выход распределителя импульсов подключен к управлякедим входам первого и второго ключей и буферного регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 08 С 9/04, 1979.

3.Авторское свидетельство СССР №826385, кл. G 08 С 9/04, 1979 (прототип).