Преобразователь углового перемещения в код

Преобразователь углового перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е пп 556472

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Со:оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнителыное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.10.75 (21) 2177630 24 (51) М. Кл G 08С 9/00 с присоединением заявки №

Государствениый кст.:итет

Сонета Министров СССР го ленам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77, Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 23.05.77 (53) УД К 681.34 (088.8) (72) Авторы изобретения О. А. Горяинов, М. А. Габидулин, Н. К. Бухардинов, Б. Т. Головченко, Е. А. Буланов, А. В. Корниенко, A. Д. Белькинд и М. А. Редкозубов

Московский институт радиотехники, электроники и автоматики и Специальное конструкторское бюро Института кристаллографии

АН СССР (71) Заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться в цифровых системах управления по перемещению.

Известны преобразователи углового перемеще|ния в код, содержащие фазовый датчик угла, входы которого соединены с выходами источника многофазных .напряжений, а выходы — с формирователями сигналов грубого и точного отсчетов, генератор счетных импульсов, счетчики грубого и точного отсчетов, выходы которых подключены к входам блоков считывания кода, элементы И, ИЛИ, трипгеры.

Низкая помехоустойчивость таких преобразователей вызвана возможностью сбоя триггеров.

Наиболее близким решением к предлагаемому является преобразователь, содержащий фазовый датчик угла, вал которого соединен с валом датчика, грубого отсчета, источник м ногофазных напряжений, выходы которого соединены с входами фазового датчика угла и соответственно с усилителями синусного и косинусного опорных напряжений,;выходы которых:подключены к одним из входов триггеров, выходами через селектор направления перемещения соединенных со счетными входами реверсивного счетчика грубого отсчета, выходы оторого соединены с одними входами блока считывания кода грубого отсчета, к д|ругим входам которого через одновибратор подключен выход усилителя синусного опорного:напряжения, выход одновибратора под5 ключен к одним входам счетчика точного отсчета и блока считывания кода точного отсчета, другие входы которого подключены к выходам сетчика точного отсчета, счетный вход которого соединен с выходом генерато10 ра счетных импульсов, выходы селектора направления перемещения подключены через элемент ИЛИ к одному входу первого элемента И, к другому входу кото рого через формирователь сигнала грубого отсчета под15 ключен выход датчика грубого отсчета, выход первого элемента И через элемент задержки соединен с входом сброса реверсивного счетчика грубого отсчета, второй элемент И, дифференцирующую цепочку, вход кото рой через

20 усилитель-ограничитель фазового сигнала соединен с выходом фазового датчика угла.

Невысокая надежность известного преобразователя объясняется наличием временных задержек при,преобразовании.

25 Цель изобретения — повышение надежности преобразователя.

Это достигается тем, что в,предлагаемом .преобразователе выход дифференцирующей це почки подключен к другим входам триггеЗ0 ров, выход усилителя-ограничителя фазового

556472 сигнала подключен к од ному входу второго элемента И, к другому входу которого подключен выход усилителя синусного опорного напряжения, выходы первого триггера подключены к третьим входам блока считывания кода точного отсчета, а выход второго элемента И подключен к управляющему входу генератора счетных им пульсов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Выходы источника 1 многофазных напряжений соединены с входами фазового датчика 2 угла, вал,которого соединен с валом датчика 3 грубого отсчета. Выход фазового датчика 2 угла .подключен через усилитель-ограничитель 4 фазового сигнала к одному входу элемента И 5 и входу ди ф ференцирующей цепочки 6. Выходы источника 1 многофазных напряжений через усилители соответственно си нусного 7 и косинусного 8 опорных напряжений подключены к одним входам триггеров

9 и 10, к другим входам которых подключен выход дифференци рую щей цепочки 6. Выход усилителя 7 синусного опорного напряжения соединен через одновибратор 11 с одними входами счетчика 12 точного отсчета, блока 13 считывания кода точного отсчета и блока 14 считывания кода грубого отсета и непосредственно — с другим входом элемента И 5, выход которого через генератор 15 счетных импульсо в соединен со счетным входом счетчика

12 точного отсчета, выходы которого соединены с вторыми входами блока 13 считывания кода точного отсчета, третьи входы которого подключены к выходам триггера 9. Выходы триггеров 9 и 10 подключены к входам селектора 16 направления перемещения, выходы которого подключены к счетным входам реверсивного счетчика 17 грубого отсчета и входам элемента ИЛИ 18, выход которого подключен к одному входу элемента И 19, к другому входу которого через формирователь

20 сигнала грубого отсчета подключен выход датчика 3 грубого отсчета, а выход элемента И 19 через элемент 21 задержки соединен с входом сброса реверсивного счетчика 17 грубого отсчета.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходные напряжения источника многофаз.ных напряжений, поступающие на фазовый датчик 2 угла имеют вид

2к

Е, — Esin wt — " (i — 1) и где Е,— напряжение на i-м выходе источника 1;

Š— амплитудное з наче ние напряжения; и — количество выходов (фаз) источника 1; э — круговая частота;

i=1, 2, ...,n.

При i=:1 и i= — +1 имеем:

Е, =Emsinwt;

Ел/4-, 1 = Е,„sin t — — = Е, cos wt.

2 /

Эти напряжения поступают на усилители синусного 7 и косинусного 8 опорных напряжений. Выходной сигнал фазового датчика 2 угла, фаза которого пропорциональна углу поворота датчика а, усиливается, ограничи вается и и нверти руется усилителем-огра ничителем 4 фазового сигнала. При этом rp=ka, где

k=i2 ro — — коэффициент электрической редукции фазового датчика 2 угла, а и„— разрядность счетчика 17 прубого отсчета. При совпадении положительных полуволн с выходов

15 усилителя-ограничителя 4 фазового сигнала и усилителя 7 синусного опорного напряжения разрешающий сигнал с "-лемента И 5 поступает на генератор 15 счетных импульсов, кото рый работает в режиме ударного возбужде20 ния. Длительность выходного импульса элемента И 5 при изменении фазы сигнала с усилителя-ограничителя 4 фазового сигнала от 0 до л по отношению к опорному синусному сигналу увеличивается от 0 до Т/2, где

25 Т вЂ” период опорного сигнала, а при измене нии фазы от л до 2л уменьшается от Т/2 до О.

Количество импульсов N, поступающих с выхода генератора 15 счетных импульсов на счетный вход счетчика 12 точного отсчета

З0 пропорционально длительности положительного сигнала с элемента И 5.

Выходные сигналы с усилителей синусного

7 и косинусного 8 опорных напряжений поступают íà D-входы триггеров 9 и 10, на СЗ5 входы которых через дифференцирую щую цепочку 6 подается сигнал с выхода усилителяограничителя 4 фазового сигнала. Поскольк

D-триггер при приходе на С-вход разрешающего импульса принимает состояние Q, рав40 ное состоянию сигнала на его D-входе, то каждый из триггеров 9 и 10 изменяет свое состояние через приращение фазы Л =л, причем выходные сигналы триггера 10 сдвинуты на л/2 по отношению к выходным сигналам

45 триггера 9. Селектор 16 направления перемещения формирует по сигналам с триггеров 9 и 10 через каждые Л =л пмпульсы, поступающие на суммирующий или на вычитающий входы реверсивного счетчика 17 грубого от50 счета в зависимости от знака приращения фазы Лф

Передним и задним фронтами выход ного сигнала триггера 9 формируются импульсы счета, поступающие на реверсивный счетчик

55 17 грубого отсчета, а триггер 10 используется для определения на правления перемещения, т. е. управления подачей импульса на соответствую щий вход счетчика 17 грубого отсчета. 3а один оборот входного вала на него по60 ступит 2"ro импульсов. При этом при изменении от 0 до л и соответственно,при изменении а на л/К код точного отсчета изменится от 0 до 2" o, где и„— разрядность счетчика 12 точного отсчета. Следовательно, общее

65 число разрядов преобразователя п =и„+и

556472 двоичных разрядов, а разрешающая способность его равна qn -.

Выдача кода преобразователя осуществляется следующим образом, Если на счетчике 12 точного отсчета установлен код 11...1, а суммирующий импульс в реверсивный счетчик 17 грубого отсчета из-за наличия временных задержек уже поступил, то при приходе разрешающего импульса с одновибратора 11 со счетчика 12 точхого отсчета считывается код 00...0, а если суммирующий импульс на реверсивный счетчи к 17 грубого отсчета не,поступил, то считывается код

11...1. Если на счетчике 12 точного отсчета установлен код 00...0, а вычитающий импульс уже поступил, то со счетчика 12 точного отсчета считывается,код 11...1, если вычитающий импульс на реверси вный счетчик 17 Iipyбого отсчета,не поступил, то считывается код

00...0.

Достигается повышение надежности преобразователя, так как ошибка преобразования не превышает единицы младшего разряда счетчика точного отсчета. Обнуление счетчика точного отсчета происходит по заднему фронту импульса с одновибратора 11, который запускается по заднему фронту сигнала с усилителя 7 синусного опо рного напряжения, Об нуление реверсивного сетчика 17 трубого отсчета производится один раз за оборот вала при приходе разрешающего импульса с формирователя 20 сигнала грубого отсчета. Импульсы с выходов селектора 16 направления перемещения через элемент

ИЛИ 18 поступают на один вход элемента

И 19, на второй вход которого поступает импульс с формирователя 20 сигнала грубого отсчета. При совпаде нии импульсов на входах элемента И 19 выделяется импульс, который задерживается элементом 21 задержки на время т, задним фронтом производится установка в «О» всех разрядов реверсивного счетчика 17 грубого отсчета. Время задержки т определяется временем установления указанного счетчика при приходе на его входы импульсов с селектора 16 на правления перемещения.

Предлагаемый преобразователь имеет высокую надежность, его возможно реализовать на серийных интегральных схемах.

Формула изобретения

Преобразователь углового перемещения в код, содержащий фазовый датчик угла, вал которого соединен с валом датчика грубого отсчета, источник многофазных напряжений, выходы которого соединены с входами фазо1О вого датчика угла и соответственно с усилителями синусного и косинусного,опорных напряжений, выходы которых подключены к одним из входов триггеров, выходами через селектор направления перемещения соединен15 ных со счетными входами реверсивного счетчика грубого отсчета, выходы которого соединены с одними входами блока считывания кода груоото отсчета, .к другим входам которого через одновибратор подключен выход

2О усилителя синусного опорного напряжения, выход од|новибратора подключен к одним входам счетчика точного отсчета и блока считывания кода точного отсчета, другие входы которого подключены к выходам счетчика точного отсчета, счетный вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, выходы селектора направления перемещения подключены через элемент ИЛИ m одному входу первого элемента И, к другому входу кото рого через формирователь сигнала грубого отсчета подключен выход датчика грубого отсчета, выход первого элемента И через элемент задержки соединен с входом сброса реве рсивного счетчика груоого отсчета, второй элемент И, дифференцирующую цепочку, вход которой через усилитель-ограничитель фазового сигнала соеди нен с выходом, фазового датчика угла, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения надежности преобразовате4р ля, в нем выход дифференцирующей цепочки подключен к другим входам триггеров, выход усилителя-ограничителя фазового сигнала подключен к одному входу второго элемента

И, к другому входу кото рого подключении вы45 ход усилителя синуоного опорного напряжения, выходы первого триггера подключены к третьим входам блока считывания кода точного отсчета, выход второго элемента И подключен к управляющему входу генератора

50 счетных импульсов, 556472

Составитель И. Загорбинина

Техред 3. Тарасова

Корректоры: E. Хмелева и Л. Котова

Редактор С. Заика

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1057/10 Изд. № 391 Тираж 775 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5