Мкогоканальмый декодирующий преобразователь «цифровой код - угол поворота вала»
l99505
Союз Советски»
Соииалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 08Х1.1966 (№ 1082743/26-24) с присоединением заявки №
//
:. - 4 »ь /IV,//// =:11л. 42п1, 14
Приоритет
МП1; 6 061
Номитет по делам иэсбретений и открытий при Совете |т|инистров
СССР
Опубликовано 13Х11.1967, Бюллетень ¹ 15
Дата опубликования описания 7.IX.1967
УД Ii 681,142.07-523.8:
:53.087.92 (088. 8) Авторы изобретения
Заявитель
Г. А, Калинин, В. Б. Смолов и iL. A. Чернявский
Ленинградский электротехнический институт им. В. И, Ульянова (Ленина) М1тОГОКАИАЛЬИЫИ ДЕКОДИРУ1О111ИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
«ЦИФ РОБО 14 КОД вЂ” Ут ОЛ ПОВОРОТА ВАЛА»
Известны многоканальные декодирующие преобразователи «цифровой код — угол поворота вала», содер?кащие генератор тактовых импульсов, распределительное устройство, буферные запоминающие регистры с дополнителы-;ыми триггерами, преобразователь
«код — папрл/кение», грубый и точный коммутаторы каналов, дешифратор каналов, формирователи, триггеры, ключи, схемы «И», исполнительные двигатели с усилителем, линии задержки и линейные потенциометры.
Предложенное устройство отличается тем, что в нем буферные запоминающие регистры с дополнительными триггерами соединены последовательно r;eæäó собой, шины считываkfHH ка?кдого регистра соединены со входами считывания ячеек регистра непосредственно, а с дополпителып|м триггером — через линию задержки, и связаны с выходом своей трехвходовой схемы «И», первый вход которой соедш|еп с прямым плечом дополнительного триггера, второй вход связан с обратным плечом дополнительного триггера следующего регистра, а в последнем регистре подкл|очен к обратному плечу триггера состояния преобразователя «код — напряжение», третий вход соединен с одним из выходов распределительного устройства; выход последнего буферного
=-апоминающего регистра связан со входами преобразователя «код — папряжение» и дешифратора ка||алов, причем последний соеди псп с гp) Îûì и точным комыутатор а ми кана. лов. Один из входов усилителя связан с вы ходом преобразователя «код — напряжение», 5 а другой через точный коммутатор соединен с линейными потенциометрами. Вход формирователя импульса конца преобразования связан с выходом усилителя, а выход — со сбросовыми входами преобразователя «код — на10 пряжение» и его триггера состояния и дешифратора каналов.
Это позволяет упростить устройство, увеличить его пропускную способность и устранить потери информации.
15 На фиг. 1 представлена функциональная схема м декодирующего преобразователя; на фиг. 2 — схема линейного декодирующего преобразователя.
Генератор тактовых импульсов (ГТИ) не20 прерывно генерирует последовательность опорных импульсов для синхронизации работы всех узлов и элементов многоканального декодирующего преобразователя.
Распределительное устройство (РУ) выпол25 нено на основе многофазного мультивибратора В ?кдущем режиме. От каждого импульса с ГТИ на выходах РУ 1 — 5 последовательно возникают импульсы, после чего РУ возвращается в исходное состояние до прихода сле30 дующего запускающего импульса с ГТИ.
199505
Преобразователь «код — амплитуда напряжения переменного тока» (ПКН) представляет собой сетку прецизионных омических сопротивлений R — 2R, коммутируемых транзисторными переключателями, которые управляются триггерами Т,— Т4. Если насыщение транзисторов достаточно велико, полярность опорного переменного напряжения практически не сказывается на работе переключателей.
Наличие «1» (или «0») в каком-нибудь разряде триггера соответствует состоянию глубокого насыщения одного транзистора и отсечки другого. Вследствие этого эталонные сопротивления каждого разряда будут подключаться к верхней или нижней шине источника опорного напряжения, Выходное напряжение U„ „ пропорционально записанному в триггерах коду, а фаза У,„„ определяется состоянием триггера знака Т,„. При сброшенном на нуль триггерном регистре выходная шина ПКН имеет потенциал «земли».
Дешифратор каналов (ДШК) состоит из триггерного регистра, в который записывается код адреса канала, и диодной матрицы.
Каждой входной кодовой комбинации соответствует возбужденное состояние одной из выходных шин.
Точный коммутатор каналов (ТК), содержащий группу ключей Кь К, I(-„êoììóòèрует напряжение обратной связи с потенциометров для подачи его на вход усилителя следящей системы в соответствии с кодом адреса канала, записанным в регистре ДШК. Если регистр сброшен, выход ТК «заземляется» (ключ К включен) .
Грубый коммутатор каналов (ГК), состоящий из ключей К8, К ..., K», распределяет напряжение, поступающее на его вход с усилителя, по соответствующим исполнительным двигателям. В отличие от ТК данный коммутатор может не обеспечивать точной передачи напряжения, так как возможные ослабления последнего компенсируются увеличением коэффициента усиления усилителя следящей системы.
Формирователь импульса конца преобразования (ФКП) представляет собой устройство, сигнализирующее об окончании преобразования. Импульс с выхода схемы вырабатывается в тот момент, когда двигатель полностью остановился и можно переходить к преобразованию следующего кода. ФКП приводится в действие в момент начала преобразования, когда на него подается разрешающий потенциал с триггера T„„„. На вход ФКП поступает напряжение с выхода усилителя. Как только это напряжение станет меньше некоторой пороговой величины, устройство срабатывает.
По окончании преобразования триггер T„„ перебрасывается и блокирует ФКП.
Для хранения кода числа и кода адреса служат буферные регистры, построенные на феррит-транзисторных ячейках с двумя входами для записи и считывания и одним выходом.
1О
60 б5
«И» — схемы совпадения. Вход с точкой соответствует потенциальному входу, со стрелкой — импульс!(ому.
С выхода цифровой управляющей машины (ЦУМ) на входные зажимы. многокана Iьного декодирующего преобразователя поступают в параллельной форме кодограммы следующего состава: код числа, подлежащий цифроаналоговому преобразованию, код адреса исполнительного двигателя ОД и признак кодограммы — константа «1».
На фиг. 1 и 2 код числа в целях упрощения представлен пятью разрядами, включая знаковый, которые записываются в ячейках Я1—
Я;. Код адреса канала записывается в ячейках Я вЂ” Я,. Признак кодограммы записывается в дополнительную ячейку регистра в триггер Т„„.
Описываемый МДП предназначен для обслуживания шести исполнительных двигателей.
Работу преобразователя мы начнем рассматривать с того момента, когда из ЦУМ поступает первая кодограмма, а ПКН и все регистры свободны. Поскольку рассматривается общий случай, когда кодограммы из
ЦУМ прибывают в случайные моменты времени (для случая асинхронных ЦУМ, работающих по гибкой программе), необходимо обеспечить обслуживание их в порядке поступления и храпения, если в данный момент
ПКН занят.
Длительность преобразования также является случайной вели и|ной, так как с одной стороны она зависит от значпости кода, а с другой стороны на нее влияет нестабильность усиления в усилителе следящей системы.
Существует положительная вероятность того, что до окончания преобразования одного кода из ЦУМ поступят кодограммы, соответствующие всем остальным ЛД. Чтобы кодограмма не была потеряна и не получила отказ, опа должна быть помещена в отдельный регистр. «Очередь» образуется также в том случае, когда поток кодограмм детерминирован (для ЦУМ с жестким циклом работы), а длительность преобразования — случайная величина с некоторым законом распределения.
Итак, после записи кодограммы в первом регистре триггер Т,„разблокирует вентиль
«И», и после прихода импульса с выхода «5»
РУ на выходе схемы «И» возникает импульс считывания, который переписывает содержимое первого регистра во второй регистр. При этом первый регистр автоматически очищается. Импульс считывания поступает также на вход линии задержки (л. з.) и через некоторую задержку, достаточную для окончательного формирования импульса считывания, сбрасывает триггер Т „,. Таким образом, первый регистр готов K приему следующей кодограммы. Поскольку на потенциальные входы схемы совпадений второго регистра подаются разрешающие потенциалы с прямого
199505
65 плеча сго tp«rrepa Т„„и обратного плеча триггера T òðåò(.erî регистра, с приходом импульса с РУ кодограмма из второго регистра переписывается в третий, а триггер Т„„ второго регистра сбрасывается. Лналогично осуществл::ется перезапись из третьего регистра в чст,eðòûé и из четвертого в пятый.
При считыван(ни содержимого пятого регистра кодограмма разделяется: код числа вместе со знако:1 поступает в ПКН, а код адреса
ИД вЂ” в ДИК. 1(ак видно из фиг. 1, такая операция возмо>кна, если схема «И» пятого регистра пе блокируется его триггером Т„„ и тршхгером ." „„.„. Последний является триггером состояшгя ПКН, он блокирует схемы
< И> пятого регистра, если ПКН занят, т. е. преобразование предыдущего кода еще не закончилось. Блокировка схемы «И» триггером
Т„„пятого регистра исключает возможность холостого считывания, когда кодограмма в ячейках не записана, по ПКН свободен.
Импульс с выхода схемы «И» устанавлигает триггер Т„„, в «1». Это значит, что ПКН занят. При этом приводится в действие схема ФКП, задающая длительность преобразования. Собствен:o цифроаналоговое преобразование сводится к следующему. Пусть корректирующий код относится к двигателю Д!.
Тогда с выхода ПКН на один вход усилителя переменного тока подается напряжение, пропорциональное коду, а на другой B...oä усилителя через ТК (ключ К, открыт) подается напряжение обратной связи с прецизионного многооборотного потенциометра, связанного через редуктор с валом двигателя Д!. Напря>кепие рассогласования усиливается и через
РК (открыт кл(оч К(() подается на управляющую обмотку Д!. Двигатель приводится во вращение и через редуктор перемещает движок потенциометра, выбирая имеющееся рассогласование. По окончании отработки, когда двигатель остановится, можно переходить к обслу>кнвани(о следующей кодограммы, Работа ФКП сводится к следующему. 1(ак только импульс считывания содер>кимого пятого регистра установит триггер Т„,„в «1», ФКП разблокируется и переходит в рабочий режим. Теперь tta его вход поступает переменное напряжение с выхода усилителя следящей системы. В первое время, когда рассогласование велико, с выхода усилителя поступает напря>кение максимальной амплитуды, соответствующее насыщенному состоянию усилителя. По мере уменьшения рассогласования амплитуда уменьшается, пока не окажется меньше напряжения трогания двигателя. Этот момент совпадает со временем поlной остановки двигателя, а на выходе ФКП возникает импульс окончания преобразован(тя.
Во время самОГО преооразования триггер
Т„,„блокирует схему «И», предотвращая считывание информации из пятого регистра до момента окончания преобразования. По окопчашш преобразования триггер Т„„„ перебрасывается и блокирует схему ФКП. Заметпм, что пмпу.-. :с с выхода ФКП одновременно с псребросом в «О» триггера Т,„„очищает приемные регистры ПКН и ДШК.
Тенер. схема «И» последнего регистра разблокирована по одному из потенциальных входов, и система готова к следующему преОбразованию.
Рассмотрим теперь некоторый установившийся режим, когда ПКН занят и часть кодограмм вынуждена «простаивать в очереди». Допустим, что новая кодограмма поступает из ЦУ.И в тот момент, когда ПКН занят, а в пятом и четвертом регистрах кодограммы ждут своей очереди. В этом случае вновь поступившая кодограмма, продвигаемая импульсамп с РУ, беспрепятственно дойдет до третьего регистра и остановится, т-к как четвертый регистр уже занят, и триггер Т„„четвертого регистра блокирует схему «И», !(сключая продвижение информации из третьего регистра. В таком состоянии устройство будет пребывать до тех пор, пока не поступит сигнал
«ПКН свободен». 1огда импульс с выхода
«1» РУ направит код из пятого регистра на
0 r pa ooò! . a! Как пятыЙ рсГистр теперь сво" боден, то его триггер T„,„разблокирует схем" «II» четвертого регистра, и импульс с выхода «2» РУ, следующий с некоторой задержкой относительно импульса «1», перепишет информацшо 1!а четвертого регистра в пятый.
А((а (or((!l;o ((мпульс с выхода «3» РУ перепишет кодограмму из третьего регистра в четвертый, после чего продвижение прекратится до поступления новой кодограммы или д момента. Окоичан1(я преобразования.
Предмет изобретения
Многока!(ал(нь(й декодирующий преобразователь «цифровой код — угол поворота вала», содержащий генератор тактовых импульсов, распределительное устройство, буферные запоминающие регистры с дополнительными триггерами, преобразователь «код — напря>(
199505
Составитель Г. Г. Шаповал
Редактор Б. Б. Федотов Текред Л. Я. Бриккер Корректоры: В. В, Крылова и Н. В. Черетаева
Заказ 2900/10 Тираж 535 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретспий и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова. д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2 выходов распределительного устройства; выход последнего буферного запоминающего регистра связан со входами преобразователя
«код — напряжение» и дешифратора каналов, причем последний соединен с грубым и точным коммутаторами каналов, один из входов усилителя связан с выходом преобразователя «код — напряжение», а другой через точный коммутатор соединен с линейными потенциометрами, вход формирователя импульса конца преобразования связан с выходом усилителя, а выход — со сбросовыми входами преобразователя «код — напряжение» и его триггера состояния и дешифратора каналов.
