Патент ссср 415688

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства х

Заявлено 07.1.1972 (№ 1735334/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 15.ll.1974. Бюллетень j¹ 6

Дата опубликования описания 2ХП.1974

М, Кл. G 08с 9i00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий

УДК 681.355(088.8) Авторы изобретения

В. Е, Панкин и И. В. Карасева

Заявитель

ДВУХОТСЧЕТНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТИПА ВАЛ вЂ” ФАЗА — КОД

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при автоматизации различных систем.

При совместной работе ЦВМ с системой, имеющей в качестве выходных датчиков вращающиеся трансформаторы или сельсины, необходимо решать задачу преобразования угловых положений роторов этих датчиков в двоичный код.

Известен аналого-цифровой преобразовательь (АЦП) углового положения ротора датчика при однофазном его питании на основе двойного фазорасщепителя, выходные напряжения которого получают двойной сдвиг по фазе при изменении углового положения ротора датчика, и последующего преобразования фазового угла между выходными напря>кениями фазорасщепителя в двоичный ход с помощью пересчетптой схемы.

К недостаткам такого АЦП следует отнести ограничение диапазона изменения углового положения ротора датчика — угол поворота ротора датчика не должен превышать 180, поскольку фазовый угол между выходными напряжениями фазорасщепителя не может превышать 360 .

Целью настоящего изобретения является построение высокочастотного аналого-цифрового преобразователя углового положения ротора датчика при однофазном его питании с расширением диапазона изменения углового положения ротора до 360 .

Предлагаемый (и+1) -разрядный АЦП представляет собой двухотсчетную систему.

5 Младшие и разрядов (точный отсчет) выходного кода АЦП соответствуют угловому положению ротора датчика v. пределах каждого cro полуоборота и формируются путем подсчета количества импульсов от генератора

10 синхронизнрующпх импульсов за интервал времени, соответствуюгцнй фазовому углу между выходными няпря>кеннямн двойного фазорясщепителя.

Старший (п+1) разряд выходного кода

15 АЦП соответствует количеству полуоборотов (в пределах одного оборота) ротора датчика и формнруется в результате сопоставления (детинфрировання) значения кода (а„) старшего разряда точного отсчет 1 с грубым отсчс20 том величины фазового угля одного пз выходных напряжений двойного фазорасщспнтеля, определенной с точностью до квадранта напряжения, сдвинутого на 45 относительно питающего датчик напряжения.

На фиг. 1 приведена блок схема предлагаемого аналого-цифрового двухотсчетного преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма работы с.;.емы, определяющей значе30 ние кода (а„+1) старшего разряда.

415688

U2 — Азш «>t, где а=-2 f и

25 (7) 40

119120 — тЬ !

65 1,2122 .— Иь.

Формирователь 1, представляющий с >бой

il-разрядный счетчиковый делитель с резонансным выходным усилителем, преобразует высокочастотные импульсы от генератора 2, поступающие с частотой frn, в синусоидальное одпофазпое напряжение U2, равное

А — амплитуда напряжения.

Выходные напряжения U, и Ui, датчика 3, равные

Uà — U2й $1п а; (2)

U, == — U,k sin(a — 5), (3) где k — коэффициент трансформации датчика;

n — угловое положение ротора датчика;

Π— угол пространственного сдзига выходных обмоток датчика между собой (для ВТ 0=90 ); поступает на двойной фазорасщепитель 4, выходные напряжения которого Ua u U равны

U = A„et- = А sin (

Детекторы нуля 5, 6 формируют импульсы в моменты прохождения входных напряжений через нуль, т. е. в моменты времени, когда с1а=0, ")О, и U,=О, а )О.

При поступлении импульса «запрос» триггер 7 срабатывает и подготавливает схему совпадения 8. В момент прохождения напряжения Vq через нуль детектор пуля 5 (детектор «стартового» импульса) формирует импульс, который проходит через схему совпадения 8, сбрасывая триггер 7 в исходное состояние и переключая триггер 9 в состояние, при котором схема совпадения 10 пропускает»a вход счетчика 11 высокочастотные импульсы от генератора 2. Одновременно от импульса с выхода схемы совпадения 8 срабатывает триггер 12, подготавливая тем самым схему совпадения 13.

В момент, когда напряжение U, проходит через нуль, детектор нуля 6 (детектор «стопо- вого» импульса) формирует импульс, который проходит через схему совпадения 13 и сбрасывает триггеры 12, 9 в исходное состояние.

В результате блокируется схема совпадения

10 и количество импульсов, поступившее от генератора 2 в счетчик 11, пропорционально фазовому углу (pg между выходными напряжениями U,i и U,. двойного фазорасщепителя

4. Триггеры 7, 9, 12 схемы совпадения 8, 1О, 13 и счетчик 11 представляют собой пересчетную схему 14.

Одновременно импульс с выхода схемы сов5 падения 13 через схему задержки 15 (задержка на время окончания переходных процессов р. счетчике 11 поступает на дешифратор 16, определяющий значение кода а +, старшего разряда, соответствующее количеству полу10 оборотов (в пределах одного оборота) ротора датчика.

Схема 17 представляет собой фазосдвигаю. щую 1сС-цепочку и осуществляет сдвиг входного напряжения U2 на +45 .

15 Схема 18 представляет собой фазосдвигающую RC-цепочку и осуществляет сдвиг входного напряжения U> на — 45 .

Усилители — ограничители 19, 20 преобразуют входные синусоидальные сигналы в ло20 гические сигналы l» и l„, равные: 1 при 315 (o>t-(360 и 0(et(135 О при 135 (et < 315, 1 при 45 (t (225, О при 225(/ (360" и О (в/(45 .

Алгоритм определения значения кода а 1 следует из рассмотрения диаграммы, приведенной на фиг. 2, где

mi — т4 — смещенные на 45 относительно напряжения U2 квадранты;

35 а — значение кода в старшем разряде счетчика 11 в зависимости от фазового угла (iр,) напряжения U., учитывая, что <р, — — 2ср, и и„= 0 при 0 (р„,(180, а„= 1 при 180 «р Ä(360 .

Так, если вектор U, (или формируемый от

45 иа него импульс l») находится в квадранте mi и а„=1, то а+1 — — 1; если вектор U, находится в квадранте m> и а=0, то а +1 —— 1; во всех других случаях а + =0.

Определение квадранта фазового угла век50 тора U, через смещенные квадранты т —:m

Ь позволяет определить значение кода а„+1 без использования значения кода а в тех сли случаях, когда вектор U находится в квадрантах т2 или т, из четырех, что обеспечивает более экономичную аппаратурную реализацию алгоритма.

Дешифратор 16 формирует значение кода а + в следующей зависимости от входных сигпалов: ь0

415688

Предмет изобретения

Двухотсчетный аналого-цифровой преобразователь типа вал — фаза — код, содержащий генератор импульсов, соединенный с формирователем однофазного синусоидального напряжения, двойной фазорасщепитель, один выход которого соединен с детектором нуля начала отсчета, а другой выход — с детектором нуля окончания отсчета, пересчет ную схему, выполненную на триггерах и счетчике, отлич а ющи и с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преобразования, а также расширения диапазона изменения углового положения ротора датчика, в него введены схема задержки, дешифратор, две фазосдвигающие цепочки, два усилителя, 5 причем входы двух фазосдвигающих цепочек соединены с выходом формирователя однофазного синусоидального напряжения, а выходы через усилители соединены с первыми двумя входами дешифратора, третий вход ко10 торого через схему задержки подсоединен к стопорному входу пересчетной схемы, а четвертый — к выходу старшего разряда счетчика пересчетной схемы.

415688

Составитель И. Назаркина

Техред A. Камышникова Корректор А, Дзесова

Редактор Л. Цветкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1421/12 Изд. М 1278 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитега Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/Б