Преобразователь фазы переменного напряжения в цифровой код

Преобразователь фазы переменного напряжения в цифровой код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советским

Сощиалистическик

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010476(21) 2343621/18-21 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 0505.79.Бюллетень Ио 17

Дата опубликования описания О ЗОП9 (51)lA. Кл.2

Н 03 К 13/00-

G 08 С 9/00

Государственный комитет

СССР по делан изобретений н открытий (53). УДЩ 621. 317. .373(088.8) P.Ä.Áàé, И;З,Бреслав. A.A.Êàíåï, В.A.Мишин, A.Â.Ôåëü ìàí и Г.И.Широченко

{72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54} ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к измерительно-информационной технике и можег быть использовано в качестве аналого-цифрового преобразователя в системах контроля и регулирования технологических параметров .

Известен преобразователь информации о положении какого-либо объекта, содержащейся в фазе переменного напряжения, в цифровой код по методу считывания временной кодовой развертки в момент перехода переменного напряжения через. фиксированный уровень, содержащий опорный генератор, делитель частоты, регистр и формирователь импульсов (1) .

В таком преобразователе информация о положении не может быть получена чаще, чем один раэ эа .период переменного напряжения, а дискрет- . ность преобразования определяется частотой опорного генератора. Увеличение точности (уменьшение величины дискреты) и расширение диапазона такого преобразователя возможно лишь путем увеличения частоты опорного генератора, поэтому при проектировании. таких преобразователей возникает противоречие между величиной времени преобразования, т.е. быстродействием, и точностью., так как элементы делителей частоты и

Формирователей имеют ограничения по частоте входных сигналов.

Известен также преобразователь фазы переменного напряжения в цифровой код, содержащий последовательно включенные опорный генератор, делитель частоты, формирователь питающих напряжений, фазовращатель, формирователь импульсов, квантователь фазы, регистр, разряды которого соединены с соответствующими разрядами делителя частоты (2).

В этом преобразователЕ повышение точности и расширение диапазона преобразования может быть выполнено эа счет увеличения частоты опорного генератора, что не всегда. является возможным из-за ограничений по предельному быстродействию используемых элементов, Целью изобретения является повы- шение точности и расширение диапазона преобразования при сохранении предельного быстродействия по методу считывания.

Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь фазы переменного напряжения в цифровой код

770

3 661 дополнительно введены последователь- но соединенные преобразователь разности непрерывной и дискретной фаз в широтный импульс, преобразователь длительности широтного импульса в напряжение,. преобразователь найряжение-код, суммирующее устройство, причем выход опорного генератора соединен с квантователем Фазы, вход и выход которого соединены со входами преобразователя разности Вепрерывной и дискретной Фаз в широт- 10 ный импульс, а выходы регистра сое динены с первой группой входов сумййрующего устройства, вторые "группы входов которого соединены с преобразователем напряжение-код, 15

На фиг.1 изображен преобразователь фазы переменного напряжения в код, который Содержит последователь« но соединенные опорный генератор 1,: делитель частоты 2, формирователь 20 питающих напряжений 3, Фазовращатель

4, формирователь импульсов 5, квантователь фазы б, регистр 7, разряды которого соединены с соответствую. щими разрядамй делителя 2,последо- вательно соединенные преобразователь ,разности непрерывной и дйскретной", Фаэ в широтнйй импульс 8, преобразователь длительности шйроного импуль - са Ъ йапряжейие 9, преобразователь напряжение- код 10 (ПнК), сУЙмирую- йеЕ yåãðîéñòâî 11, прячем ВЫхбд генератора 1 соединен с квантователем б, вход и выход которого соединен со входами преобразователя 8, а выхоДИ регистра 7 соединены с первой ...35 группой входов устройства 11, вто- рые группы входов которого соедине- ны с преобразователем 1б,,".".."":

На Фиг.2 йриведейы диаграммы, поясняющие работу уэлбв преобраэова- 40 теля по методу считывания, где обозНачено: 10 - сигнал опорного генератора 1;11,12, — промежуточные вы Моды делителя частоты 2; 13 — выходной сигнал делителя частоты 2, соответствующий старшему разряду кода и определяющий частоту питающего напряжения Фаэовращателя 4, а следовательно и частоту его вйходного ,,сйгнала 14.; 15 — Сигнал на выходе формирователя 5, формирующего переЧ) пад напряжений в момент перехода сйгнала 14 через нулевой потенциал, т.е. Фиксирующий фазу Ч» сигнала

14, относительно сигнала 13; 16 — сигнал на выходе квантователя Фазы б;

17 — моменты Формирования положитель ного фронта сигнала при непрерывном изменении фазы „от 0 до 2 к радиан (таким расйределением в интервале

0-2К радиан этих моментов исключается 60 неопределенность при считывании в регистр 7 комбинации сигналов ll

12,13, если фронт сигнала 15 совпа" дает с Фронтом одного или нескольких сигналов 11 12,13), 4

Сигналом f комбинация сигналов

11,12,13, определяющая с дискретностью d код фазы 9, переносится в регистр 7 и с его выхода поступает на входы суммирующего устройства

11 °

Формирование младших разрядов кода ., определяющих минимальную дискретность Ю2, поясняется диаграммой фиг.3, где обозначено: 18 †один из выходных сигналов делителя частоты 2;

19 — момент формирования положительногО фронта сигнаЛа 16 на Выходе квантователя фазы б; 20 — сигнал на выходе формирователя 5, определяющий величину фазы 9,. 21 — широтный импульс-выходной сигнал преобразовате ля 8 длительностью б, определяющий разность фаэ сигналов 15 и 16; 22— график изменения напряжений на вы- ходе преобразователя длительности широтного импульса в напряжение 9 при изменении d от значения. равного Ю,до нуля; U„ — напряжение,. соответствующее d » которое преобразуется в код преобразователем 10 с дискретностью 8 и с выхоДа ПНК 10 поступает на вход суммирующего устройства ll, которое в общем случае осуществляет приведение кодов к одному основайию и вычитание из кода на выходе регистра 7 выходного кода ПНК

l0.

В данном устройстве эа время, рав" ное периоду питающего напряжения фаэовращателя, осуществляется преобразование фазы в код по методу считывания s диапазон изменения фазы О .2 ь радиан, при этом максимальное число значений кода равно D = -у- ..

zg

1 с где d — вес младшего разряда кода с выхода регистра. Введением же преобразователя разности непрерывной и дискретной Фаз в широтный импульс

8, преобразователя длительности широтного импульса в напряжение 9 и преобразователя напряжение — код ПНК

10 малым изменениям фазы в пределах

jp< — дискреты преобразования по ме- тоду считывания — ставится в соответствие бсльшое изменение напряженйя на выходе ПНК, на выходе которого может быть фоЛучено число значе-, ний кода Dg =ф-, röå Ю вЂ” Вес млад-. шего разряда кода с выхода ПНК 10.

Таким образом, на выходе суммирующего устройства 11 может быть получено 0„. D значений кода фазы выходного напряжения фазовращателя 4> при этом время преобразования лрактически не увеличивается, так как даже для значений фазы f, близких к 2Х, время интегрирования импульсов малой длительности значительно меньше периода питающего напряжения. В общем случае цифровой эквивалент фазы получается в виде (Ч СР

1 2 2

5 6617

При заданном диапазоне преобразования ПП 0 и частоте питания датчика Х+ частота опорного генератора будет определяться лишь величиной

04 °

Таким образом, и предлагаемом преобразователе фазы переменного на- 5 пряжения в цифровой код обеспечива-, ется предельное быстродействие, соответствующее преобразователям по методу считывания и одновременно уменьшается дискретность преобразования (повышается точность и диапазон преобразования) без увеличения частоты опорного генератора.

Формула изобретения

Преобразователь фазы переменного напряжения в цифровой код, содержащий последовательно включенные, опорный генератор,. делитель частоты, формирователь питающих напряжений, фазовращатель, формирователь импуль сов, квантователь фазы, регистр, разряды которого Соединены с собтвет» ствующими разрядами делителя часто- 25 ты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расши70 рения диапазона, преобразования при сохраненци предельного быстродействия по методу считывайия, в него допол -, нительно введены последовательно соединенные преобразователь разности непрерывной и дискретной фаз в широтный импульс, преобразоватЕль длительности широтного импульса и напряжение, преобразователь напряжение-код л суммирующее устройство, причем выход опорного-"генератора соединен с . квантователем фазы, вход H выход которого соединены со входами преобразователя-раэностй йепрерйвной и дискретной фаз в широтный импульс, а выходы регистра соединены с первой группой входов суммирующего устройства, вторые группы входов которого соединены с преобразователем напряжение-код.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Бай P,Ä. и др, Управление следящими электроприводаМи с применением цифровых устройств, изд-во Энергия, 1969, с,44-46.. . 2. Зверев А.Е. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, Иэд-во Энергия, 1974, с 156.

661770

12 !

3 Л

19

И

Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2510/64 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Составитель С,Кузнецов

РедФйтор М. Трофимов Техред С. Мигай Корректор A. Гриценко