Преобразователь углового перемещения в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повьшения помехоустойчивости преобразователь, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), источник синусоидального напряжения , первый переключатель, фазосдвигающий элемент, компаратор, генератор импульсов, блок управления, счетчик, первый триггер, первый, второй и третий элем1гнты И, введены второй переключатель, второй и третий триггеры, формирователь импульсов, первый и второй элементы ИЖ. Синусно-косинусный вращающийся трансформатор работает в режиме пульсирующего поля. Выходные сигналы СКВТ через первый переключатель и фазосдвигающий элемент поступают на один вход компаратора, на другой вход которого через второй переключатель поступает опорное напряжение + Uoh или - и. Работа преобразователя синхронизируется сигналами блока управления . В первом положении переключателей выходное напряжение фазосдвигающего элемента опережает по фазе питающее СКВТ напряжение на величину , пропорциональную углу поворота. Компаратор вырабатьшает начало первого временного интервала. Затем срабатывает второй переключатель, и компаратор вырабатьшает начало второго временного интервала. После переключения первого переключателя выходной сигнал фазосдвигающего элемента отстает по фазе от питающего СКВТ напряжения на угол, пропорциональный углу поворота СКВТ. При двух положениях второго переключателя компаратор вырабатывает сигналы окончания первого и второго временных интервалов соответственно. С помощью первого и второго триггеров и трех элементов И временные интервалы преобразуются в число импульсов, кotopыe подсчитьгааются счетчиком. 2 з.п. ф-лы. 2 ил.. . ю (Л ND М СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

n1) 4 Н 03 М 1 64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 3904739/24-24 (22) 04 .06.85 (46) 23.12.86. Бюл. Р 47 (72) M.Ã. Месропов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 855708, кл. G 08 С 9/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

И - 607249, кл. G 08 С 9/04, 1974. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения помехоустойчивости преобразователь, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), источник синусоидального напряжения, первый переключатель, фазосдвигающий элемент, компаратор, генератор импульсов, блок управления, счетчик, первый триггер, первый, второйи третий элементы И, введены второй переключатель, второй и третий триггеры, формирователь импульсов, первый и второй элементы ИЛИ. Синусно-косинусный вращающийся трансформатор работает в режиме пульсирующего поля. Выходные сигналы СКВТ через

„„SU„„1279070 А 1 первый переключатель и фазосдвигающий элемент поступают на один вход компаратора, на другой вход которого через второй переключатель поступает опорное напряжение + U, или

Работа преобразователя синхронизируется сигналами блока управления. В первом положении переключателей выходное напряжение фазосдвигающего элемента опережает по фазе питающее СКВТ напряжение на величину, пропорциональную углу поворота.

Компаратор вырабатывает начало первого временного интервала. Затем срабатывает второй переключатель, и компаратор вырабатывает начало второго временного интервала. После переключения первого переключателя выходной сигнал фазосдвигающего элемента отстает по фазе от питающего СКВТ напряжения на угол, пропорциональный углу поворота СКВТ. При двух положениях второго переключателя компаратор вырабатывает сигналы окончания первого и второго временных интервалов соответственно. С помощью первого и второго триггеров и трех элементов И временные интервалы преобразуются в число импульсов, которые подсчитываются счетчиком. 2 з.п. ф-лы.

2 ил..

1279070

Изобретение относится к автомати- .. ке и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости преобразователя путем уменьшения влияния случайных наводок, На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2— временная диаграмма его работы.

Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, источник 2 синусоидального

15 напряжения, первый переключатель 3, фазосдвигающий элемент 4, компаратор

5, генератор 6 импульсов, блок 7 управления, первый 8, второй 9 и третий 10 триггеры, первый 11, второй

12 и третий 13 элементы И, первый

14 и второй 15 элементы ИЛИ, формирователь 16 импульсов, счетчик 17, второй переключатель 18, шины 19 и 20

25 опорных напряжений противофазной полярности.

Блок 7 управления содержит первый

2.1 и второй 22 триггеры, счетчик 23 и дешифратор 24. Формирователь 16 импульсов содержит интегратор 25 и ком- ЗО паратор 26.

Цикл преобразования угла в код занимает три периода опорного напряжения Пд (фиг. 2) источника 2 синусоидального напряжения. В начале перво- 35 го периода опорного напряжения П триггеры 8 и 9 установлены в исходное положение сигналом U6. выработанным счетчиком 23 в предыдущем цикле преобразования. Триггер 10 установлен <0 в исходное положение напряжением U„, выработанным дешифратором 24 в предыдущем цикле преобразования. На информационный вход триггера 9 поступает с выхода триггера 22 сигнал Ue логи- 45 ческой "1", Напряжение U поступает на первичную обмотку СКВТ 1 и вызывает появление на его вторичных обмотках амплитудно-модулированного напряжения, пропорционального синусу 5Î и косинусу угла поворота ротора

СКВТ 1. Управляющее переключателем

3 напряжение Us, вырабатываемое счетчиком 23 блока 7 управления, равно нулю и поэтому контакты переключате- 55 ля 3 находятся в положениях 3.1 и

3.3. Выходные напряжения вторичных обмоток СКВТ 1 через контакты переключателя 3 поступают на входы фазосдвигающего элемента 4, на выходе которого фазовый сдвиг напряжения 1!„ (фиг. 2) пропорционален углу поворота ротора СКВТ 1. Напряжение 11„ поступает на первый вход компаратора

5. К второму входу компаратора 5 подсоединены через переключатель 18 опорные напряжения U,„ „и U,„ (приОП1 оп чем U „= — U» ) с шин 19 и 20 опорных напряжений.

Контакты переключателя 18 находятся в исходном положении 18.1, и к

1 второму входу компаратора 5 подсоединено напряжение U,„ > О. Компаратор 5 формирует сигнал U в момент равенства напряжения U с выхода элемента 4 и опорного напряжения U „ . Первый положительный перепад найряжения U устанавливает на первом выходе U„,òðèããåðà 9 потенциал логической " 1" в момент времени (начало временного интервала д1,, пропорционально углу d. поворота ротора СКВТ 1, фиг. ?) .

Напряжение логической "1" поступает на входы элементов И 11 и 12. Элемент И 11! закрыт потенциалом логического "0 с прямого выхода триггера 8, а элемент И 12 открывается и импульсы с прямого выхода триггера

21 блока 7 управления через элемент

ИЛИ 15 поступают на счетчик 17. Импульсы с выхода триггера 21 имеют частоту в два раза ниже, чем импульсы с выхода генератора 6 импульсов.

Счетчик 17 начинает заполняться высокочастотными импульсами, Эти же импульсы через элемент ИЛИ 14 поступают на вход формирователя 16, представляющего из себя последовательно соединенные интегратор 25 и компаратор 26, формирующий крутые фронты, необходимые для срабатывания триггера 10. Через промежуток времени Т, определяемый постоянной времени интегратора 25, на выходе формирователя

16 устанавливается сигнал логической

"1", положительный фронт которого переводит триггер 10 в единичное положение и контакты переключателя 18 переводятся в положение 18.2. На второй вход компаратора 5 поступает напряжение U Ä (О. Компаратор 5 формирует перепад напряжения -П при ра-

9 венстве напряжений Ц„ и опорного напряжения U,, . Положительный перепад напряжения U устанавливает на

3 1?790 прямом выходе триггера 8 напряжение логической "1" в момент времени (начало временного интервала at г пропорционального углу -с . поворота .ротора СКВТ 1). В момент времени

2 закрывается элемент И 1 2 и прекращается поступление импульсов триггера

21 на счетчик 17, В этот момент времени t открывается элемент И 11, и импульсы генератора 6 импульсов через элемент ИЛИ 15 начинают заполнять счетчик 17. В середине второго периода напряжения У сигнал U> переводит контакты переключателя 3 положения 3.2, 3.4. На выходе фазосдвигающего элемента 4 формируется сигнал

U., фаза которого пропорциональна углу (- d) поворота ротора СКВТ 1. Сигнал U устанавливает на прямом выходе триггера 10 потенциал логическо-20 го нуля, и контакты переключателя 18 устанавливаются в исходное положение 18. 1, подключая на второй вход компаратора 5 опорное напряжение

U > О. Положительный перепад напряжения U, сформированного компаратором 5 в момент равенства напряжения опорному напряжению U«,, устанавливает на прямом выходе триггера 9 потенциал логического нуля. Этот по- З0 тенциал.устанавливается в момент времени t, пропорциональный углу (- a) поворота ротора СКВТ 1 и запирает элемент И 11. Импульсы генератора 6 импульсов перестают заполнять счетчик 17. Одновременно открывается элемент И 13 и разрешается прохождение импульсов триггера 21 через элемент

ИЛИ 15 на счетчик 17.

Таким образом, на выходе триггера 40

9 формируется первый временной интервал nt,, пропорциональный удвоен.ному измеряемому углу д. поворота ротора СКВТ 1. Из выходных импульсов элемента ИЛИ 14 формирователь 16 фор-45 мирует сигнал, устанавливающий на выходе триггера 10 напряжение логической "1". Контакты переключателя

18 переводятся в положение 18.2 и на вход кбмпаратора 5 подключается опор-50 ное напряжение И,„ <О. В момент

О компаратор 5 формирует перепад напряжения, который устанавливает на прямом выходе триггера 8 потенциал

)логического нуля. Этим потенциалом закрывается элемент И 13 и импульсы триггера 21 перестают заполнять счетчик 17. Таким образом,, на выходе

70 триггера 8 сформирован временной интервал at, пропорциональный удвоен-. ному значении измеряемого угла< поворота ротора СКВТ 1. Временные интервалы at at формируются триггерами 8 и 9 одновременно Вп времени и имеют отрезок времени -t, который з заполняется импульсами генератора 6.

Отрезки времени t„ — t и заполняются импульсами генератора 6, поделенными на два триггером 21 и имеющими частоту в два раза ниже по сравнению с импульсами, заполняющими отрезок времени t -t . Таким образ зом, на момент времени t окончания

4 временного интервала ь С в счетчике

17 оказывается число импульсов, пропорциональное сумме двух временных интервалов at, и 4С, .

Времена t„ „ (фиг. 2, U„ ) необходимы для исключения срабатывания триггеров 8 и 9 до окончания переходных процессов при коммутации переключателя 3. Получение двух временных интервалов, пропорциональных углу поворота, с дальнейшим усреднением позволяет уменьшить погрешности преобразования, вызываемые высокочастотными шумами и высшими гармоническими .; составляющими в напряжении питания

СКВТ.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Преобразователь углового перемещения в код, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с выходом источника синусоидального напряжения, а выходы подключены к .информационным входам первого переключателя, выходы первого переключателя подключены к входам фазосдвигающего элемента, выход которого подключен к одному входу компаратора, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, блок управления, первый выход которого подключен к установочному входу счетчика, второй выход — к управляющему входу первого переключателя, первый триггер, прямой выход которого подключен к второму входу первого элемента И, второй и третий элементы И, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости преобразователя, в него введены второй переключатель, второй и третий тригге1279070 ры, формирователь импульсоп, первый и второй элементы ИЛИ, первый и вторая шина опорных напряжений, выход генератора импульсов подключен к входу блока управления, первый выход которого подключен к R-входам первого и второго триггеров, третий выход подключен к D-входу второго триггера, четвертый выход — к входу третьего триггера, а пятый выход — к первым входам второго и третьего элементов И, выход компаратора подключен к С-входам первого и второго триггеров, прямой и инверсный выходы первого триггера подключены к вторым входам третьего и второго элементов

И соответс твенно, прямой выход второго триггера подключен к третьим входам первого и второго элементов И и к D-входу первого триггера, инверсный выход второго триггера подключен к третьему входу третьего элемента И, выходы второго и третьего элементов И через первый элемент

HJR подключены к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к С-входу третьего триггера, инверсный выход третьего триггера подключен к D-входу того же триггера, а прямой выход третьего триггера подключен к управляющему входу второго переключателя, информационные входы которого соединены с первой и второй шинами опорных напряжений, а выход подключен к другому входу компаратора, выходы первого, второго и третьего элементов И через второй элемент ИЛИ подключены к информационному входу счетчика, 2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок управления содержит первый и второй триггеры, счетчик и дешифратор, С-вход первого триггера является входом блока управления, инверсный выход первого триггера подключен к

D-входу того же триггера, а прямой выход — к информационному входу счетчика, первый выход счетчика яв15 ляется первым выхоцом блока управления и подключен к нулевым входам счетчика и первого триггера, второй выход счетчика является вторым выходом блока управления, группа выхо20 дов счетчика подключена к входам дешифратора, первый и второй выходы которого подключены к входам второго триггера, выход второго триггера, третий выход дешифратора и прямой выход первого триггера являются соответственно третьим, четвертым и пятым выходами блока управления.

3. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что формиЗО рователь импульсов содержит последовательно соединенные интегратор и компаратор, выход которого является выходом формирователя импульсов, а вход интегратора является входом формирователя импульсов.

127,9070

Составитель А. Смирнов

Техред А.Кравчук Корректор В. Бутяга

Редактор A. Ворович

Заказ 6854/58 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектн тная 4