Функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла

Функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно к устройствам для преобразования кода угла в два напряжения переменного тока, одно из которых является функцией синуса угла, а второе - функцией косинуса угла.

Известен функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла [1], содержащий регистр, дешифратор, постоянные запоминающие устройства, преобразователь кодов, источник опорного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности является функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла [2], содержащий два постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), электронный генератор, регистр, электронные ключи, инвертор.

Недостатком такого функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, является сложность его конструкции, вызванная наличием многих функциональных элементов и многообразием связей между ними.

Техническим результатом изобретения является упрощение выполнения функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла.

Данный технический результат достигается в функциональном преобразователе кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, содержащем два постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), электронный генератор, регистр, электронные ключи, инвертор, тем, что, в него введены повторитель, первый и второй умножающие цифроаналоговые преобразователи (УЦАП), первый и второй усилители с регулируемым коэффициентом передачи, вход регистра соединен с входной шиной кода угла, вход синхронной записи соединен с синхронным входом разрешения записи регистра, электронные ключи выполнены в виде первого и второго сдвоенных электронных ключей, выход регистра соединен шиной с входами первого ПЗУ с прошивкой cos угла от 90 до 270° и второго ПЗУ с прошивкой sin угла от 0 до 180°, выход первого ПЗУ соединен шиной с входом первого УЦАП, выход второго ПЗУ соединен шиной с входом второго УЦАП, выход инвертора подключен к первым входам первого сдвоенного электронного ключа и второго сдвоенного электронного ключа, выход электронного генератора подключен к входу повторителя, выход которого подключен к входу инвертора и к вторым входам первого и второго сдвоенных электронных ключей, два соединенных вместе выхода первого сдвоенного электронного ключа подключены к входу опорного напряжения первого УЦАП, вход опорного напряжения второго УЦАП подключен к соединенным вместе двум выходам второго сдвоенного электронного ключа, выход первого УЦАП соединен со входом первого усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, выход второго УЦАП подключен к входу второго усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, первый выход регистра подключен к управляющему входу первого сдвоенного электронного ключа, второй выход регистра подключен к управляющему входу второго сдвоенного электронного ключа, третий выход регистра подключен к управляющим входам первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом передачи.

Путем введения двух однотипных УЦАП, двух однотипных усилителей с регулируемым коэффициентом передачи, выполнения двух однотипных сдвоенных электронных ключей уменьшается номенклатура входящих в функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, элементов, уменьшается количество связей между ними, что приводит к более простому выполнению функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла.

На фиг.1 представлена структурная схема функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, на фиг.2 - циклограмма сигналов функционального преобразователя кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла.

В функциональном преобразователе кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, (фиг.1) входная шина 1 от процессора подключена к входу регистра 2. Вход «а» синхронной записи от процессора подключен к синхронному входу разрешения записи регистра 2. Выход регистра 2 соединен шиной 3 с входами первого ПЗУ 4' и второго ПЗУ 4''. Выход первого ПЗУ 4' соединен шиной 5 с входом первого УЦАП 6', вход второго УЦАП 6'' соединен шиной 7 с выходом второго ПЗУ 4''. Выход электронного генератора 8 подключен к входу повторителя 9, к выходу которого подключен вход инвертора 10. Выход инвертора 10 подсоединен к первому входу первого сдвоенного электронного ключа 11' и к первому входу второго сдвоенного электронного ключа 11''. К вторым входам первого сдвоенного электронного ключа 11' и второго сдвоенного электронного ключа 11'' подключен выход повторителя 9. Соединенные вместе оба выхода первого сдвоенного электронного ключа 11' подключены к входу опорного напряжения первого УЦАП 6', а соединенные вместе оба выхода второго сдвоенного электронного ключа 11'' подсоединены к входу опорного напряжения второго УЦАП 6''. Выход первого УЦАП 6' соединен с входом первого усилителя 12' с регулируемым коэффициентом передачи, а выход второго УЦАП 6'' - с входом второго усилителя 12'' с регулируемым коэффициентом передачи. К управляющему входу первого сдвоенного электронного ключа 11' подсоединен первый выход «б» регистра 2, второй выход «в» которого подключен к управляющему выходу второго сдвоенного электронного ключа 11''. Третий выход «г» регистра 2 подключен к управляющим входам первого 12' и второго 12'' усилителей с регулируемым коэффициентом передачи.

Функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, работает следующим образом. По фронту сигнала на входе «а» код угла Х от процессора по входной шине 1 в синхронном режиме записывается в регистр 2, и выход регистра 2 соединяется с шиной 3. По шине 3 код угла Х поступает на первое ПЗУ 4' с прошивкой cos Х от 90 до 270° и второе ПЗУ 4'' с прошивкой sin Х от 0 до 180°. Первый сдвоенный электронный ключ 11' по сигналам с первого выхода «б» (фиг.2а) регистра 2 формирует опорное напряжение (фиг.2б):

где U_оп - амплитуда выходного напряжения электронного генератора 8,

ω - круговая частота электронного генератора 8.

Это напряжение имеет положительную фазу в первом и втором квадрантах функции sin X (фиг.2в).

По сигналам с второго выхода «в» (фиг.2г) регистра 2 второй сдвоенный электронный ключ 11'' выдает опорное напряжение (фиг.2д):

Это напряжение имеет положительную фазу в первом и четвертом квадрантах функции cos X (фиг.2е).

В первом УЦАП 6' перемножаются параллельный код cos X от первого ПЗУ 4' и опорное напряжение с выхода первого сдвоенного электронного ключа 11', в результате чего на выходе первого УЦАП 6' формируется амплитудно-модулированное напряжение:

Во втором УЦАП 6'' производится перемножение параллельного кода sin X от второго ПЗУ 4'' и опорного напряжения с выхода второго сдвоенного электронного ключа 11'', после чего на выходе второго УЦАП 6'' формируется амплитудно-модулированное выходное напряжение:

Для обеспечения необходимого соотношения между выходными напряжениями первого УЦАП 6' и второго УЦАП 6'' в первом 12' и втором 12'' усилителях с регулируемым коэффициентом передачи производится поквадрантное переключение их коэффициентов передачи по сигналу с третьего выхода «г» (фиг.2ж) регистра 2, которым выбираются разные коэффициенты передачи для однополярных и разнополярных выходных напряжений функционального преобразователя кода угла.

В результате амплитуды напряжений на выходах первого 12' и второго 12'' усилителей с регулируемым коэффициентом передачи имеют равные величины.

Таким образом обеспечивается преобразование кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1117676 А, кл. Н 03 М 1/00. Преобразователь кода в угол поворота вала. 1983 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1136327 А, кл. Н 03 М 1/00. Способ преобразования кода угла в напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла, и устройство для его осуществления. 1983 г.

Функциональный преобразователь кода угла в напряжение переменного тока, пропорциональное синусу угла, и в напряжение переменного тока, пропорциональное косинусу угла, содержащий два постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), электронный генератор, регистр, электронные ключи, инвертор, отличающийся тем, что в него введены повторитель, первый и второй умножающие цифроаналоговые преобразователи (УЦАП), первый и второй усилители с регулируемым коэффициентом передачи, вход регистра соединен с входной шиной кода угла, вход синхронной записи соединен с синхронным входом разрешения записи регистра, электронные ключи выполнены в виде первого и второго сдвоенных электронных ключей, выход регистра соединен шиной с входами первого ПЗУ с прошивкой cos угла от 90 до 270° и второго ПЗУ с прошивкой sin угла от 0 до 180°, выход первого ПЗУ соединен шиной с входом первого УЦАП, выход второго ПЗУ соединен шиной с входом второго УЦАП, выход инвертора подключен к первым входам первого сдвоенного электронного ключа и второго сдвоенного электронного ключа, выход электронного генератора подключен к входу повторителя, выход которого подключен к входу инвертора и к вторым входам первого и второго сдвоенных электронных ключей, два соединенных вместе выхода первого сдвоенного электронного ключа подключены к входу опорного напряжения первого УЦАП, вход опорного напряжения второго УЦАП подключен к соединенным вместе двум выходам второго сдвоенного электронного ключа, выход первого УЦАП соединен со входом первого усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, выход второго УЦАП подключен к входу второго усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, первый выход регистра подключен к управляющему входу первого сдвоенного электронного ключа, второй выход регистра подключен к управляющему входу второго сдвоенного электронного ключа, третий выход регистра подключен к управляющим входам первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом передачи.