Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ с -!.хЯ

1: СЫА%

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 (11! 59699 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлена 17.05.76 (21)2358461/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.78, Бюллетень №9 (45) Дата опубликования описания 1, 0, (8 (51) N. Кл, & 08 С 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по деим изобретений и открытий (53) УДК681 325 (088.8) Б. М. Белоцерковский, Ю. М, Демченко, В. Г. Гайворонский, В. А. Рымша, Ю. М, Сикорский и Л.сР. Стахнв (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может найти применение при построении преобразователей аналоговых величин в числовые эквиваленты с промежуточным преобразованием время (фазовый сдвиг) — код.

Известны также преобразователи, у. которых имеется дополнительный делитель частоты, выходные сигналы которого сдвигаются относительно сигналов опорного делителя в специально предназначенном режиме работы на время равное начальному сдвигу фазы выходных сигналов фильтра, а выходная информация определяется опросом дополнительного делителя частоты (! )

Наиболее близким техническим решением к данному преобразователю является преобразователь, содержащий кварцевый генератор, один из выходов которого подключен к входу фазируемого делителя частоты и через последовательно соединенные опорные делитель частоты и фильтр непосредственно к первому входу ключа и через датчик угла ко второму входу ключа, выход формирователя меандра соединен с одним из входов синхронизатора, другой вход кварцевого генератора соединен с другим входом синхронизатора, выход которого соединен с одними входами двух элементов И, коммутатор режимов одним из выходов подключен к другому входу первого элемента И и входу ключа, а другим выходом подключен к другому входу второго элемента И, выход которого подключен к одному из входов регистра, кодовые выходы фазируемого делителя частоты подключены ко входам регистра (2).

Однако оно обладает весьма существенным недостатком заключающимся в том, что сбой работы делителя частоты может привести к значительным искажениям выходной информации.

1о Целью изобретения является повышение помехозащищенности и надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота в код введены фазовращатель, элемент ИЛИ и группы элементов И, дополнительные синхронизатор, регистр и элементы И, вход фазовращателя соединен с выходом ключа, а выход — с входом формирователя меандра, входы дополнительного синхронизатора соединены со входом синхронизатора и выходом опорного делителя частоты, и с первыми входами дополнительных первого и второго элементов И, второй вход первого дополнительного элемента И соединен с другим входом коммутатора, первыми входами группы элементов И и с установочными входами стар2s ших разрядов фазируемого делителя частоты, 1

596993

2S выход перво о дополнительного элемента И соединен с одним из входов элемента ИЛИ, другой вход элемен-а ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, а выход соединен с управляюшим входом фазируемого делителя, второй вход второго дополнительного элемента И соединен с одним из выходов коммутатора, а выход — — - управляющим входом дополнительного регистра, установочные входы которого соединены с кодовыми выходами младших разрядов фазируемого делителя, а выходы дополнительного регистра через группу элементов

И соединены с установочными входами младших разрядов фазируемого делителя.

Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Преобразователь содержит кварцевый генератор 1, Формирующий две последовательности

Т > и Т» импульсов, сдвинутых друг относительно друга на полпериода. Выходные сигналы генератора последовательности Т> поступают на опорный делитель частоты 2 из выходных сигналов которого фильтром 3 формируется синусоидальный сигнал для запитки датчика угла 4. Выходные сигналы фильтра 3 и датчика

4 подключены ко входам ключа 5, выходной сигнал которого через фазовращатель 6 поступает на формирователь меандра 7. С помощью синхоонизатора 8 вырабатываются стоп-импульсы, совпадаюшие по времени с импульсами последовательности Т. Сигналы синхронизатора 8 через первый элемент 9 И поступают на вход элемента 10 ИЛИ, выходные сигналы которого поступают на управляющий вход фазируемого делителя 11 частоты и устанавливают его в пулевое состояние или устанавливают в делителе 11 соответствующий коду дополнительного регистра 12 через группу дополнительных элементов И 13. На счетный вход делителя

11 подается частота Т; генератора 1. Выходным сигналом ьторого элемента 14 И производится запись кода делителя 1! соответствующего моменту прихода стон-импульса B статический регистр 15. Код в регистре 15 является цифровым выражением угла поворота. Дополнительный синхронизатор 16 выдает импульсы синфазно с Т > в момент нулевого состояния делителя 2. Один из выходов синхронизатора 16 через первый дополнительный элемент 17 И соединен с< вторым входом элемента 10 ИЛИ: Второй выход синхронизатора 16 через второй дополнительный элемент 18 И поступают на управляюший вход дополнительного регистра 12 и перезаписывает в него состояние младших разрядов делителя 11. Управление работой vcTpoHcTва осуьцествляется с помоШью коммутатора режимов 19.

Работа преобразователя осуществляется следуюгцим образом.

Преобразователь имеет два режима работы — — «УСТАНОВКА НУЛЯ» и «ИЗМЕРЕНИЕ>)

Переключение режима работы может осуществляться вручную или автоматически с помошью коммутатора 19,управляюшего работой электронного .клк>ча 5 и элементов И 9, 13. 14, 17, 18. Режиму .;УСТАНОВКА НУЛЯ» отвечают уровни напряжения, соответствующие логической «1» на одном выходе и ло и >ескому

<О» на другом выходе коммутатора 19. Режиму

«ИЗМЕРЕНИЯ» отвечает логический «О» на одном выходе и, соответственно, логическая

«1» на другом выходе коммутатора 19.

Установка делителя ! в .нулевое состояние в режиме «УСТАНОВКА НУЛЯ» во время действия импульса на входе управления записью кода в счетчик 11 обеспечивается тем, что на информационные входы записи кода в этот счетчик подается нулевой потенциал с другого выхода коммутатора 19. На тех информационных входах записи кода в этот счетчик, которые непосредственно не подключены к другому выходу коммутатора 19, а соединены с выходами соответствующих элементов совпадения 13, также фиксируется потенциал соответствующий логическому «О». Это достигается благодаря тому, что на шину, объединяюгцук> первые входы групп элементов И 13 в режиме

«УСТАНОВКА НУЛЯ» подается нулевой потенциал с другого выхода коммутатора 19.

Короткие импульсы на выходе синхронизатора.16 следуют во времени непосредственно за отрицательными фронтами импульсов на выходе триггера самого старшего разряда опорного делителя 2 синхронно с одним из импульсов последовательности импульсов Т кварцевого генератора 1. В режиме «УСТАНОВКА НУЛЯ» во время действия этого импульса на выходе элемента совпадения 18 вырабатывается импульс синфазного управления перезаписью кода в дополнительный регистр 12 из делителя импульсов 11. Записываемый в этот регистр код соответствует сдвигу фаз выходных импульсов делителя импульсов

11 относительно выходных импульсов опорного делителя 3.

В режиме «ИЗМЕРЕНИЕ» во время действия импульсов на выходе синхронизатора 16, на выходе элемента совпадения 17 вырабатываются импульсы, которые через элемент

«ИЛИ» 10 поступают на вход синфазного управления записью в делитель импульсов 11.

На обьединенные первые входы элементов совпадения 13 в режиме «ИЗМЕРЕНИЕ» подается положительный разрешающий потенциал с другого выхода коммутатора 19, благодаря чему значения логических «О» и «1» на выходах элементов И 13 соответствуют коду, хранимому в дополнительном регистре 12. В режиме «ИЗМЕРЕНИЕ» на информационные входы записи кода в делитель импульсов 11 в момент действия импульса синфазного управления записью кода в делитель 11 подаются потенциалы, соответствующие коду, хранимому в дополнительном регистре 12 и переписанному в этот регистр из делителя 11 в режиме

«УСТАНОВКА НУЛЯ» в синфазные моменты времени, задаваемыми одними и теми же импульсами на выходе синхронизатора 16 в обоих режимах работы. Благодаря этой синфазности во время действия импульса установки делителя 11 в момент времени код на информационных входах записи кода в делитель !1 совпадает с кодом, разворачиваемым в этот момент времени в делителе .1!. и .сост.>яние триггеров делителя 11 ие изменяется.

596993 УГ. 3»110В!»>». !»,1)1. ; В режиче работы

«ИЗ. <1I-.РЕН111. >) «»)itcc))3cH)IO повышает поме.»()3) В()сT<

ФО!».) )!.)(, )):)и<)!)Ствя!!.!

Если в р(зультате возлсйствия им )» Ii спой помехи про)!зошло ложное и< рсключени<.. тр))ггеров. то импульс с выхода cf)HxpoHII33Top3

16 )н лается на вход синфазного управления записью кода В делитель 11 и lip<))icxo 1HT зап))сь кода, хра! ичого в дополнительно»1 регистре 12, т. е. Восст;<1)авливаются первоначальные. имевшие место д<> воздействия помехи фазовhic соотношения мсжлу импульсами на выходах лелителя 11 и опорного делителя 2.

В наихудшем случае, когда сбой триггеров делителя 11 произойдет в интервале времени между выходным импульсом синхронизатора !

6 и импульсом заш)си информации в регистр

15, восстановление фазовых соотношений счетчика будет произведено после одного ложного отсчета. Диапазон возможных флюктаций суммарного фазового слвига в трактах собственного преобразователя в оольшинстве случаев лежит в пределах единиц гралусов электрически». что дает возможность ограничить емкость л<>полнительного статического регистра меньшим количеством разрядов по сравнению с ш>лной емкостью делителя, определяемой тем количестВом разрядов, которое необходимо для форм))рования -- значного кода в пределах Π— 36)> с заданной дискретностью.

Фазовращатель 6 введен для выб<)p;I ".dчального сдвига фаз собственно)fp(06pa30BBT«ля так, чтобы возможные флюктуации сдвига фазы от дестабилизирующих факторов не совпадали с границей смены кода старших разрядов делителя. Это уменьшает количество разрядов лополнительного регистра.

Таким образом, помехоустойчивость предлагаемого преобразователя фазового сдвига В иразрялный код опрелеляется в основноч. I.îx!åхоустойч))вость р-разрядного статического регистра на RS-триггерах при P (и, работающие в режиме хранения информации в течение »ëèтельного Времени. намного превышающего вре»)я стробирования регистра по входу ..правления записью информации, что снижа " "ероятносгь ложного переключения RS-триг)> ров под воздействием помехи со стороны входов.

Помехоустойчивость изв«стного преобразователя сушественно ниже, так как определяется по»!ехо»устойчивость фуH)()t )ьно более сложного делите.)я част< ты ими )), L(с групповым переносом, выполненного н", ." -триггерах.

При сравнительной О )г);к«помехози):i: «Нности RS-триггеров и 1!,--.. «ров обрашае: Н;. себя внимание тот факт. ч Все 9 входo»

2 выхола каждо. о !)з 1К-три еров счетчика числа импульсов залействовань. ь разветвленных взаимных связях, в то время как каждый

RS-триггер статического регистра свя;ин 2 своими входами -олько с источником вхолной информации госредством cxc>м сов >адения, Отпираемых на очень короткое в! емя леи-твия 1)чпульса управления записью информации.

Таким Оор! (оч, Всд«ние ". преллагиемом преобраз )вателе д;>:.: лнитель>i t otic аци);

ПрсoOpизовитс,)ь гла )108<)poTB Вила и h()л. солер)кашпй квар)квып генера:ор, >лип I!3 !<ы1О ходОВ кОТОрОГО )101к1н ЧCН 1 Вхо:1» фаз)lp С»!ОГО де1)IT«ëÿ чистоты и через послеловат<ль»o с()елиненные опорный делитель частоты н фил,rp непосрелствен)10 к пер»<>»)» Вх> > 1». ключа 11 ч«1>с.)

ЛЯТЧ))К ГЛ И КО»ТОРО») БX();L» i>, I!<»!)1, )31>IX(> 1 фОР»11! !>О ВИТ(I и»: < И!1, )Р>! C(!<>Л! ) 1)Е!1 C

»ХОЛОВ Cl)HXPOHII»f. !OP ij УГ<>й )3ЫХО.(КВИР!ЦНо!0 г«»«ритора с< слнн(H с;ц у) II»I Вход< м с !1)хронизатора, Bbixoл котор<>10 сое L!11!< í с одними входами двуx элементов И, коммутатор режи»)(В (>ДНI)»! 1)3 ВЬ!.»ОЛОВ !IОЛК.)К)ЧСН К;Р» I ()»i»

) Вх 1» IIL j)L3011> э,)P )t HT I 11 ) 13»< » ) li i)1, )

;LP»! >IМ В)1. »Ол(>»1 I)011,)Ê) I< li К ЛР ГОМ I!XO.!

Второго, «че I,и 11, выход к< Г;к)го 1)ол)..liо icH к Одно»)»у ).:3 Вхс Lo» рсг)!стр,). > .ов))е Выхо Lh! физир» < чого )с. >! теля чистоты и:лключсны ко

В:»О lfi »; I (>Ãl)< Т!>И, ОГ.) !(<((!)О)(()()(С. Т<>Ч, Ч1 О, С

25 пельн 11,> 3!>ILII«íèÿ )гомехоза)иишенности 11 надежности райот)! Врсобразоваг< lя, H нег(> BBL лены физоври)ц; .< .)ü, элсмснт И, !11 Ii гр» ппи элементов 1. )О)к I HI) TPLI ü)!hi«CH HXt>(>1)113H T(>j). рсГ!! стр II 3,1«»1« HTi 1 1, Вх(л ф!> ЗОВ р ) I )LB T(>, I Я

< Ос!!!)нен с:„хО н>ч к,>юч(1, а Выхол . с Вх<>л»)

О!)»)1! РО>«) С»ЛЯ»i «B H 1PB, !3XO:I hi (0 ),0 1 Hit Г<н l hH(>-! > c è )! х(>он)13!) Ори <()c :1!1)1< i! I с f;xo;Lo»1 (1!11." !><>ни3) тори и Вых l<)»1(< рного -.Слит«ля чисготы

11 С )IС РВЫ.>11! 3X030 Xl .:, > 0,1 Н)!Т(. I bti h)X П(. ()БОГ > 1) второго элементо» 11, второй вхол 1)ср»ог(! лполнптельнОГ<. ЭЛСменти, I со«динш) C 1Р» ii» входом коммута"< первыми нходичи групп» элементов 1 1 и с устино» >ч))ы»:II Входа»>н ст;)рши»: разрядов фаз))русмого л<.))п«.)я чистот),1, вых< д первого дополнительного лсч Hi и 11 с >е Ll CH с о. нич li3 входов элемента 1,1! гой вход элемента 1!ЛИ сое LIIHCH с Вь!х )лоч первого элемейта И, а выход соелинен с у j!;:)3ляющим входом <)ч 1)руc»1010 делителя, вт: (>11

Вход второго 301)<,!Hè:ñëüíî!о элемента j «оеличен с олнич . выхо l(>B ),очмутитори. а

B)>IX01 — — С» ПРИВЛЯЮ)ЦИМ BXO 0»l ОНОЛН))ТСЛ),ного регистра, ус-.ацОВ(HHbl<. Вхолы оторо)0 соелинены с кодовым ) Вы..оламн чли1)!»fx разрядов фазируемого ле..i»T«,я, и 1)h!xo ц,i .1<>;!01нительного рег)!стра через "»!1)i» элечсH > < В

И соединены с установочными .,()33»111 м,))):)50 п)их разрядов фазируемого лели.с,!я.

Источники информации, принятые во Внпчани« при экспертизе: у !. Авто)рское (вилетельство СССР X" 4»12!!4<я, кл. G 08 С 9))19, 1973.

2. Авторское с»)дете IbcTBo СССР» 4()с) )68. кл.G 08 С 9, 04, .),; .

596993! !

1 !

1

1 ! !

1 !

Г ! !

1! !

1

1 !

1 ! !

Составитель И. Назаркина

Текред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж 763 Г1одпис гое

Редактор P. Киселеea

Заказ 1149/49

ЫНИИПИ Государственного комитета Сонета Минно ров (ССР по делам изобретений и открыл ий

113035, Москва, Ж-35. Рау инска я нао., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4