Преобразователь угла поворота в код

Авторы патента:

H03M1/64 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)

H03M1/50 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик! с

l б 1 с с

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.Н!!.1970 (№ 1474832/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Огубликовано ЗО.III.1972. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 4Х.1972

Кл. G 08с 9/04

Комитет по делам изобретеиий и открытий ври Совете воииистров

СССР

К 681.325(088.8) Авторы изобретения

А. И. Брейдо и Ю. И. Николаев

Ленинградское конструкторское бюро электроавтоматики

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В КОД

u, =au.. вЂ” e+ вЂ” " 1

4 /

2 т + (2) Изобретение относится к области вычислител ь по и техники.

Известны преобразователи угла поворота синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) в цифровой код с промежуточным преобразованием во временной интервал посредством одинарной или двойной фазосдвигающей цепи на выходе СКВТ. Однако в таких устройствах время кодирования принципиально не может быть меньше периода изменения питающего СКВТ напряжения.

В предлагаемом преобразователе, с целью сокращения времени кодирования угла поворота СКВТ, подсчет синхронизирующих импульсов производится счетчиком за интервал времени от момента перехода через нуль опорного синусоидального напряжения, питающего СКВТ, до момента перехода через нуль ближайшего во времени из двух синусоидальных напряжений, снимаемых с выходов двойной RC-цепи. Одно из этих напряжений отстает, а другое опережает по фазе опорное напряжение на угол, пропорциональный углу поворота СКВТ.

Если ближайшим во времени окажется напряжение, отстающее по фазе от опорного, то код, пропорциональный углу поворота СКВТ, определяется количеством импульсов, подсчитанных счетчиком; в противном случае код определяется числом, дополняющим количество сосчитан JhIx импульсов до максимального значения. На чертеже приведена схема предлагаемого преобразователя. Схема состоит из СКВТ-датчика 1, двойной фазосдвигающей цепи 2, амплитудных компараторов 8, 4 и 5, логической схемы «ИЛИ» 6, логического вентиля 7, триггера 8 с раздельными входами, схемы 9 задержки, двоичного счетчика 10, дифференцирующей цепочки 11, логической

10 схемы 12 совпадения «И» и схемы И преобразования кода.

Если к статорным обмоткам СКВТ подключить двойную RC-цепочку так, как показано на чертеже, и подать на СКВТ напряжение

15 /О = m s<< +1ó (1) то при выполнении условия , равные

25 где 0 вЂ” угол поворота ротора СКВТ, k вЂ” постоянный коэффициент, характеризующий свойства СКВТ.

Для того, чтобы избавиться в формуле

30 (2) от постоянного смещения по фазе на вЂ”

334583

Поскольку величина вЂ” составляет полови. ну периода изменения опорного напряжений, то кодируя временной интервал т1 при т1 (т2 и временной интервал z вЂ” при т )т, можно вдвое сократить время преобразования следующим образом. При переходе через нуль опорного напряжения Up на выходе компаратора формируется импульс, отпирающий посредством триггера вентиль, через который в счетчик начинают поступать синхронизирующие импульсы до тех пор, пока значение одно из напряжений UI или U2 не перейдет через нуль и соответственно образующийся на выходе компаратора 8 или

4 импульс через логическую схему «ИЛИ» и триггер не запрет вентиль.

Таким образом, если обозначить через 4 время, в течение которого открыт вентиль, то (7)

t,=-., при -.,), Причем, всегда t,(вЂ” (см. формулу (6).

Количество импульсов, которое сосчитает счетчик за время 4., равно N,=f,., t„или, учитывая формулу (7), а также формулы (4) и (5) достаточно перенести начало отсчета угла на

1с величину+ вЂ”. Тогда в новой системе отсчета

4 ротор СКВТ окажется повернутым на угол

Ч"= 6 . Подставив значение Ч в уравнеЛ 5

4 ние (2), окончательно получим:

U, =kU sin(t вЂ” Ч ) (3)

U, = kU sin (cot + V) J

Из формул (1) и (3) следует, что временной интервал между переходами через нуль напряжений Up u UI численно равен величине (4) 1

СО (5) (6) fc. u

IIPH z,< z

2с

> = fc. и. -1 = fc. и. = вЂ” = (8) fc.H. при, )т, 2г. вЂ” fc. u

Л, вЂ” fc. è. 2 вЂ” fc,è. а> f пает на схему преобразования кода. Причем, если т (т (первым во времени переходит через нуль напряжение U ), то на выходе схемы «И» вЂ” «0», если же т )та (первым переходит через нуль напряжение U,), вЂ” «1».

Схема преобразования кода формирует код, соответствующий числу импульсов в счетчике, если признак равен «0», и его дополнению до максимального значения, если признак равен «1», .тс.и.

Если =2", где п вЂ” целое положиХ тельное число, то с двоичного счетчика сразу можно получить значение угла Ч" в диапазоне от 0 до 2л, считывая прямой код при нулевом сигнале на выходе схемы «И» и обратный код при сигнале вЂ” 1. (9) Преобразователь угла поворота в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого через двойную фазовращающую цепь, амплитудные компараторы и схему «ИЛИ» соединены с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом другого амплитудного компаратора, а выходы триггера подключены соответственно к дифференцирующей цепочк< и через вентиль вЂ” к счетчику, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, 55

65 а временной интервал между переходами через нуль напряжений Up и Уг вЂ” величине

2..вЂ” т

Из формул (4) и (5) следует, что

-., (вЂ” (, при -„(Ч (2где f с. и вЂ” частота синхронизирующих импульсов. вЂ” частота опорного напряжения.

fc.u.

УЧИТЫВаЯ, Что N äöc, I Pe макс КОЛИf чество импульсов, подсчитанных счетчиком за период изменения опорного напряжения Up„ уравнения (8) можно представить в виде:

N = "" Ч=Д при; (;

2к

Из уравнений (9) следует, что в преобразователе кодируемый угол Ч пропорционален количеству импульсов в счетчике при т1(т (0(Ч" (л) и его дополнению до максимального значения при zI)xz (л(Ч 2л).

Следовательно, для того, чтобы получить код, пропорциональный угловому положению вала во всем диапазоне изменения Ч", необходимо, кроме информации со счетчика, иметь еще признак того, какой из двух интервалов т1 и т2 меньше во времени. Для выработки такого признака в преобразователе выход компаратора 4 через элемент задержки подключен ко входу схемы «И». Другой вход схемы

«И» соединен через дифференцирующую цепочку с нулевым выходом триггера. Признак формируется на выходе схемы «И» и посту35

Предмет изобретения

334583

Истпанйка

Составитель М. Черенкова

Техред Е. Борисова Корректор Л. Царькова

Редактор А. Батыгии

Заказ 1153/16 Изд. № 493 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 в него введены последовательно соединенные схема задержки, схема «И» и преобразователь

«код вЂ” код», соединенный со счетчиком, второй вход схемы «И» соединен с выходом дифференцирующей цепочки, а вход схемы задержки соединен с выходом второго компаратора.