Преобразователь угол-дискретное приращение фазы

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 710057ее(51)м. кл. С 08 С 9/00 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - ДИСКРЕТНОЕ ПРИРАЩЕНИЕ ФАЗЫ Изббретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии предназначено для преобразованияугла поворота вала в код, 5Известен преобразователь угла поворота вала в число импульсов, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, два электрическихФильтра, двойную фазосдвигающую цепочку, два компаратора, триггер, тривентиля, двоичный счетчик, элементсовпадения, триггер с раздельнымивходами, два индикатора. знака фазы,инвертор и элементы ИЛИ (1.Недостатком такого преобразователя является наличие динамическойпогрешности при скоростях вращенияротора фазовращателя большихв я20где и число раэрядов выходного кода,а Т - период частоты питающего синусно-косинусный трансформатор нап.ряжения,Известен преобразователь Фаза - 25последовательность импульсов, содер.жащий усилители, генератор тактовыхимпульсов, формирователь блокирующего напряжения, счетчик-делитель, формирователь синусоидального напряжения, фазовый датчик, формировательфазовых импульсов, вентиль, следящийсчетчик, синхронизатор, дешифратори элемент И (2,Большая погрешность преобразования при скоростях вращения входногс),вала шявляется недостатком этого21 Гпреобразователя.Наиболее близким техническимрешением к данному является преобразователь угол - дискретное приращениефазы, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, тактовыйвход которого соединен с входнойклеммой преобразователя, формирова(тель синусоидального напряжения,фаэовращатель и Формирователь фазового импульса, выход которого соединенс одним иэ входов первого элементаИ, регистр кода, выход которого соединен " другим входом первого элементаИ и одним иэ входов второго элементаИ, и третий элемент И 3.Недостатком этого преобразователяявляется большая погрешность преобразования при скоростях больших.в)Д 1.Целью изобретения является повышение точности преобразователя эасчет уменьшения погрешности, воэникающей при высоких скоростях2 КШвращения вала.РтЭта цель достигается тем, что нпреобразователь угол - дискретноеприращение фазы введены элемент задержки, сумматор, вычитатель, блокзапрета экстраполяции, блок опреде -ления приращения, блок преобразования код-частота й два дополнительныхэлемента И, выход формирователя фазового импульса через элемент задержки соединен с другим входом второгоэлемента И и с одними из входовтретьего элемента И и первого дополнительного элемента И, выходывторого и третьего элементов И через сумматор подключены к одному извходон блока преобразования кодчастота, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, выход формирователя фазового импульсасоединен с одними из входов блока определения приращения и второго дополнительного элемента И, выход блока определения приращения соединенс другими входами дополнительных25элементов И, выходы которых подключены соответственно к первым входамрегистра кода и вычитателя, выход которого соединен с другим входомтретьего элемента И и одним из входов блока загрета экстраполяции, выход которого подключен ко нторомувходу регистра кода, выход первогоэлемента И соединен сс вторым нходомвычитателя и другим нходом блока эапрета экстрапсляции, другой вход блока определения приращения соединен свходной клемьисй преобразователя.Блок-схема устройства приведенана чертеже.40Преобразователь содержит делитель1 частоты, формирователь 2 синусои-дального напряжения, фазовращатель3, формирователь 4 фазового импульса,элементы И 5-9, регистр кода 10,вычитатель 11, блок преобразователя 4512 код-частота, элемент задержки 13,элемент запрета экстраполяции 14,блок определения приращения 15,сумматор 16.Преобразователь работает следующим образом.Тактовые импульсы с частотой йпоступают на делитель 1 частоты, имеющий коэффициент пересчета 2 , гдеии - число разрядов делителя 1 частоты. С формирснателя 2 синусоидального напряжения осуществляется эапитка фазонращателя 3, на выходе которого формируется синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения на угол,равный углу разворота ротора фазовращателя 3, и затем поступает наформирователь 4 фазового импульса.Формирователь 4 фазового импульса вырабатывает фазовый импульс в момент перехода синусоидального напряжениячерез нуль. Уменьшение погрешностипреобразования, возникающей при высоких скоростях ш - вращения21входного вала, осуществляется следующим. образом,В блоке определения приращения 15измеряется приращение ЬИ = И - И1 1-1где И 1 и И 1- значения кода углав 1. и .1-1 циклах преобразования, акаждый цикл пресбраэования ТфЕ 2"и з атем осуществл яетс я линейнаяэкстраполяция дискретного приращенияугла на следующий цикл с помощьюблока преобразования 12 код-частота,формирующий расставленные на интервале Т импульсы, число которых равно ЬИ , Приращение угла хранитсяв регистре кода. 10, куда онопереписывается через элемент И 7 задержаннымина .;= , элементом задержки 13 фа 2,Хзовым импульсом. В сумматоре 16 алгебраически складывается значениеЬИ 1, переписываемое из регистракода 10 через элемент И 5 задержанным фазовым импульсом и погрешностьизмерения приращения ЬравнаяП.1 фразности между приращением угла в1"ом цикле, нводимом из блока,определения приращения 15 через элементИ 8 фазовым импульсом, и н предыдущем 1-1-ом цикле преобразования,вводимом из региетра кода 10 черезэлсмент И 9 фазовым импульсом. Выражение для ЬнРимеет следующий видА=ай -дВ"Р 1 1-1определяется в вычитателе 11 и переписывается через элемент И б из нычитателя 11 задержанным фазоным импульсом в сумматор 16. Блок запретаэкстраполяции 14, на вход которогопоступает информация с вычитателя 11и регистра кода 10, переписынаемаячерез элемент И 9 фазоным импульсом,определяет, когда необходимо использование линейной экстраполяции, иосуществляет сброс в 0 регистра кода 10, так как в случае дрожания фазового импульса возможна погрешность ири использовании экстраполяции. Таким образом н преобразователе угол-дискретное приращение фазы отсутствует погрешность преобразования при высоких скоростяхш 3% вращения вала.Экономический эффект от использования предложенного преобразователяобусловлен указанным выше его техническим преимуществом.Формула изобретенияПреобразователь угол-дискретноеприращение фазы, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, тактовый вход которого соединен с входной клеммой преобразова710057 1 НИИПИ Заказ 8764/50 Тираж 682 филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектна теля, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с одним из входов первого элемента И, регистр кода, выход которого соединен с другим 5 входом первого элемента И и одним из вхОдов второго элемента И и третий элемент И, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены элемент задержки, сумматор, вычитатель, блок запрета экстраполяции, блок определения приращения, блок преобразования код-частота и два дополнительных элемента И, выход формирователя фазового импульса 15 через элемент задержки соединен с другим входом второго элемента И и с одним из входов третьего элемента И и первого дополнительного элемента И, выходы второго и третьего элементов И через суьватор подклю.чены к одному из входов блока преобразования код-частота, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, выход формирователя фазового импульса соединен с одним из входов блока определения приращения и второго дополнительногоэлемента .И, выход блока определенияприращения соединен с другими входами дополнительных элементов И, выходы которых подключены соответственно к первым входам регистра кодаи вычитателя, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И и одним из входов блоказапрета экстраполяции, выход которого подключен ко второму входу регистра кода, выход первого элемента Исоединен со вторым входом вычитателяи другим входом блока запрета экстраполяции, другой вход блока определения приращения соединен с входнойклеммой преобразователя. Источники информации,принятые во внимание .при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 354443, кл. С 08 С 9/04, 1970.2. Авторское свидетельство СССРР 416722, кл. С 08 С 9/04, 1971,3. Авторское свидетельство СССРУ 439834, кл. С 08 С 9/04, 1971