Преобразователь сигналов синусно-косинусного датчика в фазовый сдвиг

 

404ll0

ОПИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалкстимесккх

Республяк

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлсно 05.11.1971 (№ 1643930/18-24) М, Кл. G 08с 9/00 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 15.III.1974

УДК 681.325(088.8) Автор изобретения

А. П. Ираний

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ

СИНУСНО-КОСИНУСНОГО ДАТЧИКА В ФАЗОВЫЙ СДВИГ

Изобретение относится к аналого-цифровым преобразователям и может быть использовано в преобразователях угол — фаза — код.

Известен преобразователь сигналов синусно-косинусного датчика в фазовый сдвиг, содержащий синусно-косинусный датчик, модуляторы, суммирующее и вычитающее устройства, фазочувствительные детекторы и фильтры. В таком преобразователе вторичные обмотки синусно-косинусного датчика подключены ко входам модуляторов, а выходы суммирующего и вычитающего устройств — ко входам фазочувствительных детекторов.

Однако при использовании известного устройства угол †фаза †в случае относительно низкой частоты питания синусно-косинуспого датчика время преобразования получается большим. Это обусловлено тем, что частота несущей в известном преобразователе должна значительно превышать частоту огибающей. Так, например, при частоте питания датчика 1000 гц время преобразования превышает 10 мсек (частота несущей более чем в

10 раз превышает частоту огибающей) .

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что выходы сипусно-косинусного датчика подключены к сигнальным входам фазочувствительных детекторов, выходы которых соединены со вторыми входами модуляторов.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений на выходе двухфазного источника напряжения.

Устройство состоит из синусно-косинусного датчика 1, фазочувствительных детекторов 2 и 3, модуляторов 4 и 5, двухфазного источ1о ника напряжения б, суммирующего устройства 7, вычитающего устройства 8, фильтров 9 и 10.

Устройство работает следующим образом, На вход — первичную обмотку синусно-ко15 сипусного датчика 1 и опорные входы фазочувствительных детекторов (ФЧД) 2 и 3— подается переменное синусоидальное напряжение. С выходных синусной и косинусной обмоток снимаются переменные напряжения, 20 амплитуд а которых пропорциональна соответственно синусу и косинусу угла поворота ротора датчика. Указанные напряжения поступают на сигнальные входы ФЧД 2 и 3. Выходные напряжения ФЧД подаются на входы

25 модуляторов 4 и 5. Модуляторы управляются двухфазным источником напряжений формы

«меанд р» (см. фиг. 2). Напряжения с выходов модуляторов складываются и вычитаются между собой па суммирующем и вычитающем

30 устройствах 7 и 8, выходы которых подклю404!10

U, = У,. sin а sin u>t, U, = U„„cos а-sin u t, 10

Х sin (Qt + а);

20 чены к входам фильтров 9 и 10. Напряжения на синусной и косинусной обмотках датчика можно записать как где U„,, и U«„— амплитуды напряжений; а — угол поворота ротора датчика; о — угловая частота напряжения питания датчика.

На выходе ФЧД имеют напряжения 7фчд, =Кфчд, «, sin< 7фчд, Кфчд„ Ь«а со$ а1 где Кфчд, и Кфчд, — коэффициенты передачи ФЧД.

После мод|уляции а выходе модуляторов 4 и 5 получают напряжения

U„, = К„.КФчд U„„sin а — — cos KQ t;

К

2=l,3,5...

U„, =К„, Кфчд„.U,,cosa — — sin KQt, 4 1

1=1,3,5... где К„, и К„, — коэффициенты передачи модуляторов;

Й вЂ” частота модуляции («меандра»).

Учитывая, что в идеальном случае К„„

Км, = Км, Кфчд, = Кфчд., — Кфчд, Um,—

= У„„= Urn, получают на выходе суммирующего и вычитающего устройств 7 и 8 соответственно напряжения

U,= — К„Крчд U„, sin а cos KQt+

4 я К

A= I,3,5...

+cosa — $1пКЯ/;, к

1=1,3,5...

Uð Kz Кфчд U«L sin + cosK t+

4=1,3,5...

СО

+ cos а — sin KQt

%1 1 . к

1=1,3,5...

После выделения первой гармоники в фильтрах 9 и 10 получают на их выходах напряжения

4 - ф1 — — — Ки Кфчд Кф, U,„(sin a cos Q t +

+ cos а $1n Qtf = — К, Кфчд Кф, (1 х

4 Л

17фг = Км Кфчд Кф, У (с0$ а. sin Q t—

4 — $1п / с0$ а): — Кц Кфчд Кфз U Х

Х sin(Qt — a), где Кф, — Кф, — коэффициенты передачи фильтров.

Таким образом, на выходе устройства получаются два напряжения, сдвинутые по фазе

25 на двойное значение угла поворота ротора датчика. Как следует из приведенных формул, в предлагаемом устройстве нет ограничений к соотношению частот со и Q.

Следовательно, частота напряжения Q

З0 («меандра») может быть любой, а время преобразования может быть уменьшено при относительно низкой частоте питания датчика.

Предмет изобретения ч5 Преобразователь сигналов синусно-косинусного датчика в фазовый сдвиг, содержащий фазочувствительные детекторы, опорные входы которых подключены ко входу синус»о-косинусного датчика, модуляторы, первые

40 входы которых подключены к двухфазному источнику напряжения типа «меандр», а выходы — к входам суммирующего и вычитающего устройств, выходы которых подключены к фильтрам, отличающийся тем, что, с целью

45 повышения быстродействия устройства, сигнальные входы фазочувствительных детекторов подключены .к выходам синусно-косинусного датчика, а выходы фазочувствительных детекторов соединены со вторыми входами

50 модуляторов.

40411 О

Г

Уиг. 7 мг

Фпг 2

Составитель Г. Антонова

Техред Т. Миронова

Редактор T. Иванова

Корректор Л. Царькова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 565/17 Изд. № 179 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4(5