Преобразователь угла поворота вала в код

.Яд 1 с.,ернышев тво СССР1972.о СССР00, 1977 (про ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ 1;Т СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОМУ СВИ,ЦЕТЕЛЬСТВ(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синус- но-косинусный датчик угла, вход которого соединен с источником опорного напряжения, а один выход подключен к аналоговому входу первого блока умножения, выходы блока синусно-косинусного преобразования кода подключены к цифровым входам первого и второго блоков умножения, компаратор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены блок формирования пачки им. пульсов, инвертирующий усилитель, инвертор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр последовательного приближения, первый и второй ключи, другой выход синуснокосинусного датчика угла через первый ключ и через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и второй ключ подключен к аналоговому входу второго блока умножения, выходы первого и второго блоков умножения подключены к входам компаратора, выход компаратора подключен к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к одному входу регистра последовательного приближения, источник опорного напряжения через блок формирования пачки импульсов подключен к другому входу регистра последовательного приближения, один выход которого подключен к другому входу элемен та ИСКЛЮИАЮШЕЕ ИЛИ, к управляюпее. му входу первого ключа и через инвертор - к управляющему входу второго ключа, а выходы разрядов регистра последовательного приближения подключены к входам блока синусно-косинусного преобразования кодов.счетчику, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к блоку синусно-косинусного преобразования кодов, блок преобразования напряжения в код, вход кото 25 рого соединен с выходом суммирующегоу усилителя, а выход подключен к счетному входуреверсивного счетчика 2. Недостатком этого преобразователя является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью выполнения нескольких циклов преобразования для подбора соответствующего кода.Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя. 35Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинуный датчик угла, вход которого соединен с источником опорного напряжения, а один выход подключен к аналоговому входу первого блока умножения, выходы блока синусно-косинус- ного преобразования кода подключены к цифровым входам первого и второго блоков умножения, компаратор, введены блок формирования пачки импульсов, инвертирую щий усилитель, инвертор, элемент ИСКЛ 10- ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр последовательного приближения, первый и второй ключи, другой выход синусно-косинусного датчика угла через первый ключ и через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и второй ключ подключен к аналоговому входу второго блока умножения, выходы первого и второго блоков умножения подключены к входам компаратора, выход компаратора подключен к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к одному входу регистра последовательного приближения, источник опорИзобретение относится к вычислительной технике, в частности к преобразователям угла поворота вала в код, и может быть использовано в системах обработки данных.Известен преобразователь угла поворо 5 та вала в код, содержащии синусно-косинусный датчик угла, блоки умножения, блок вычитания, компаратор и реверсивный счетчик 1.Недостатком этого преобразователя является сложность и низкое быстродействие. 10Наиболее близким к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, вход которого соединен с источником опорного напряжения, а один выход подключен к аналоговому входу первого блока умножения, выходы блока синусно-косинусного преобразования кода подключены к цифровым входам первого и второго блоков умножения, компаратор, вход которого через суммирующий усили тель соединен с выходами блоков умножения, а выход подключен к реверсивному ного напряжения через блок формирования пачки импульсов подключен кдругому входу регистра последовательного приближения, один выход которого подключен к другому входу элемента ИСКЛ ЮЧА ЮЩЕЕ ИЛИ, к управляющему входу первого ключа и через инвертор - к управляющему входу второго ключа, а выходы разрядов регистра последовательного приближения подключены к входам блока синусно-косинусного преобразования кодов.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь угла поворота вала в код содержит синусно-косинусный датчик угла 1, блок 2 формирования пачки импульсов, инвертирующий усилитель 3, инвертор 4, первый 5 и второй 6 блоки умножения, блок 7 синусно-косинусного преобразования кода, регистр 8 последовательного приближения, элемент 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, компаратор 10, первый 11 и второй 12 ключи, источник 13 опорного напряжения.Преобразоваель угла поворота вала в код работает следующим образом.При повороте вала синусно-косинусного датчика угла 1 на некоторый угол Й в его выходных обмотках вырабатываются напряжения, амплитуда которых пропорциональная синусу и косинусу угла поворота вала.По сигналу опорного напряжения Бл источника 13 блок 2 вырабатывает последовательность импульсов, по которым происходит поочередное переключение разрядов регистра 8 последовательного приближения.В первых двух тактах преобразования определяется квадрант, в котором находится кодируемый угол. Определение квадранта кодируемого угла происходит следующим образом.В первом такте, по импульсу блока 2 формирования пачки импульсов, старший разряд а =180 регистра 8 последсвательного приближения устанавливается в состояние 1, а его инверсный выход, который непосредственно соединен с первым входом элемента 9, в состояние О. В этом случае синусное напряжение от датчика 1 через первый 5 блок умножения подключается к инвертирующему входу компаратора 10. Если при сравнении синусное напряжение имеет прямую фазу, компаратор 10 вырабатывает напряжение, соответствующее уровню О и в старший разрад ( о( =180) регистра 8 последовательного приближения через элемент 9 записывается нулевое значение, а если обратную - компаратор 10 вырабатывает напряжение, соответствующее уровню О и в следующий разряд ( с =90) регистра 8 последовательного приближения через элемент 9 записывается единичное значение, что однозначно соответствует второму квадранту.1105920 Составитель А. Смирнов Техред И. Верес Корректор С. Черни Тираж 569 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор С. ТимохинаЗаказ 5122/40 Если в старшем разряде ( сС = 180) регистра 8 последовательного приближения записано единичное значение, то по сигналу с инверсного выхода старшего разряда регистра 8 последовательного приближения, соответствующего уровню 0, закры 5 вается первый ключ 11, а второй ключ 12 открывается по сигналу управления с выхода инвертора 4, В этом случае косинусное напряжение от датчика 1 через инвертирующий усилитель 3, второй 12 ключ и второй 6 блок умножения подключается к неинвертирующему входу компаратора 1 О. Если при сравнении косинусное напряжение имеет прямую фазу, на выходе инвертирующего усилителя 3 - обратную, компаратор 10 вы 15 рабатывает напряжение, соответствующее уровню 0, и в следующий разряд ( ос = =90) регистра 8 последовательного приближения через элемент 9 записывается нулевое значение, что однозначно соответствует четвертому квадранту, а если обрат ную, то на выходе инвертирующего усилителя 3 - прямую, компаратор 10 вырабатывает напряжение, соответствующее уровню 1, и в следующий разряд ( о =90) регистра 8 последовательного приближения через элемент 9 засыпается единичное значение, что однозначно соответствует третьему квадранту.Таким образом, значение двух старших разрядов а = 180 и сс =90 составляют код квадранта преобразуемого угла. 30Последующее преобразование, начиная с третьего такта, выполняется путем поразрядного уравновешивания при последовательном переключении следующих разрядов, начиная со старшего разряда.В основу работы преобразователя по- З 5 ложено использование приближенной зави- симости 1 Л(п оЮ 1 =1.)чозК М, где Уз 1 лфЪозс - напряжения с выходадатчика 1сх - преобразуемый угол поворотаН,йв - выходные коды блока 7синусно-косинусного преобразования кода, причем 1 Ч, = сов; Ма == япМ;ф - выходной код регистра 8последовательного приближения. Эта зависимости реализуется на участке, соответствующем квадранту угла.Коды Х = созХ, Х = згпМ формируются блоком 7 синусно-косинусного преобразования кода, выполненного на основе постоянного запоминающего устройства,Первый 5 и второй 6 блоки умножения осуществляют операцию умножения синус- ного и косинусного напряжений, приложенных к их аналоговым входам на коды 1 Ч,= = соз 1 М и Я = япМ соответственно, подаваемые на их цифровые входы с выхода блока 7 синусно-косинусного преобразования кода.В результате поразрядного сравнения на компараторе 10 напряжений, полученных на выходах первого 5 и второго 6 блоков умножения, в регистре 8 последовательного приближения формируется код, пропорциональный углу поворота датчика .Таким образом, введение в преооразователь утла поворота вала в код блока формирования пачки импульсов, инвертирующего усилителя, инвертора, элемента ЙСКЛЮЧАЮ 1 ЦЕЕ ИЛИ, регистра последовательного приближения и ключей позволяет повысить быстродействие преобразователя.