Преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАНИЕизовеитинияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 920801(23) Приоритет -нмй кемите ГщАэр публиковано 15.0 ата опубликовани СССРам иэебретенийи еткрмтий, П, Жарков, А, М. Никитин, А, А. Попо изобретения Московский ордена Трудового Краси инженерно-физический инст(54) ПРЕОБРАЗ ЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛ 1Изобретение относится к автоматике иизмерительной технике и может быть использовано для преобразования угла,поворота вала в код.Известен преобразователь угол-код спромежуточным преобразованием угловогоперемещения в фазу с последующим преобразованием сдвига фаз во временной интервал и измерением его с помощью импульсов эталонной частоты 1.Недостатком этого преобразователя яв оляется его ограниченное быстродействие,так как при измерении углов, близких к360, необходимо пропустить один периодпитающего фазовращателя напряжения дляобеспечения Нормального считывания кодаиз счетчика и установки счетчикав исходное состояние,Известен преобразователь угла поворотавала в код, содержащий последовательносоединенные генератор импульсов, делительчастоты, блок формирования многофазногосинусоидального напряжения, фазовращатель, блок формирования сигнального фазового импульса и две линии задержки, причем к выходу блока формирования многофазного синусоидального напряжения подключен блок формирования опорного фазового импульса, выход которого соединен сЬ-входом Ю-триггера, К-вход Ю-триггераподключен к выходу блока формированиясигнального фазового импульса, а выходЮ-триггера соединен со входом элемента И,второй вход которого соединен с выходомгенератора импульсов. Выход элемента .Исоединен со входом счетчика, выходы кото-.рого подключены ко входам регистра, входзаписи которого соединен с выходом первойлинии задержки, а выход второй линии задержки соединен со входом сброса счетчика 2.Однако у преобразователя низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя,Поставленная цель достигается тем, чтов преобразователь угла поворота вала вкод, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, блок формирования многофазного синусоидального напряжения, фазовращательи блок формирования сигнального фазового20801 4 5 105 20 25 Зо 35 4 О 45 50 55 Преобразователь работает следующимобразом.С генератора 1 импульсы поступают на делитель 2 частоты, который делит частоту на 2", где и - число разрядов преобразо 3 9 импульса, блок формирования опорного фазового импульса, вход которого соединен с выходом блока формирования многофазного синусоидального напряжения, первый К 5- триггер, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с первым входом счетчика, выходы которого соединены с входами регистра, вход записи которого соединен с выходом первой линии задержки, который соединен с входом второй линии задержки, выход которой соединен с вторым входом счетчика, и третью линию задержки, введены четвертая, пятая и шестая линии задержки, второй и третий КЗ-,триггеры, второй и третий элементы И й элемент 2 И в И, выход блока формирования опорного фазового импульса подключен к первому входу второго элемента И и к входу третьей линии задержки, выход которой подключен к первому входу элемента 2 И - ИЛИ и входу четвертой линии задержки, выход которой соединен с вторым входом элемента.2 И - ИЛИ и первым входом третьего элемента И, выход блока формирования сигнального фазового импульса соединен с входами пятой и шестой линии задержки и с 5-входом второго Ю-триггера, К-вход которого соединен с выходом пятой линии задержки, а выход - с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с Я-входом третьего КБ-триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом элемента 2 И-ИЛИ, прямой выход - с вторым входом третьего элемента И и четвертым входом элемента 2 И - ИЛИ, выход которого соединен с К-входом третьего,Ю-триггера и с Б-входом первого КЬ-триггера, К-вход которого соединен с выходом шестой линии задержки, выход третьего элемента И соединен с входом установки (ги + 1)-го разряда счетчика.На чертеже представлена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код.Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 формирования многофаз но го синусоидальн ого напряжения, фазовращатель 4, блок5 формирования опорного фазового импульса, блок 6 формирования сигнального фазового импульса, четыре линии 7 - 10 задержки на один такт генератора импульсов, две линии 11 и 12 задержки на 2 тактов генератора импульсов (гпъ 2), три элемента 13 - 15 И, три КЯ-триггера 16 - 18, элемент 19 2 И - ИЛИ, счетчик 20 и регистр 21. вателя. С выхода делителя 2 частоты импульсы поступают на вход блока 3, который формирует синусоидальные напряже-. ния питания фазовращателя 4. Одно из напряжений питания фазовращателя 4 поступает на блок 5, который формирует опорный фазовый импульс. Блок 6 формирует из выходного напряжения фазовращателя 4 сигнальный фазовый импульс.В зависимости от интервала времени между приходом сигнального фазового импульса и-го цикла измерения и приходом опорного фазового импульса в (и+1) -м цикле измерения, возможны два варианта работы преобразователя.В случае, когда интервал времени между сигнальным фазовым импульсом. в и-м цикле измерения и опорным фазовым импульсом в (и+1)-м цикле больше или равен 2 Тги(где Т - период импульсов генератора 1), импульс с блока 5 не совпадает с импульсом с КЗ-триггера 16 и следовательно не проходит на выход элемента И 13, и триггер 17 остается в нулевом состоянии. Высокий уровень с инверсного выхода КЯ-триггера 16 разрешает прохождение импульса с линии 7 задержки через элемент 19 2 И - ИЛИ на 3-вход КЗ-триггера 18, который устанавливается при этом в единичное состояние и разрешает поступление импульсов с генератора 1 через элемент 15 И на вход счетчика 20. Счетчик 20 пересчитывает импульсы до тех пор, пока импульс с линии 8 задержки не установит КЬ-триггер 18 в нулевое состояние. Через такт после остановки счетчика 20 сигнал с линии 9 задержки считывает код из счетчика 20 в регистр 21, а еще через такт счетчик 20 обнуляется сигналом с линии 10 задержки.В случае, когда интервал между сигнальным импульсом в и-м цикле и опорным импульсом в (и+ 1) -м цикле меньше 2 П Т, импульс с блока 5 проходит на Я-вход КЯ-триггера 17 и устанавливает его в 1. В этом случае сигнал с выхода КЯ-триггера 17 разрешает прохождение импульса с линии 11 задержки на выход элементов 14 И и 19 2 И - ИЛИ, Сигнал с элемента 9 2 И - ИЛИ устанавливает КЗ-триггер 18 в единичное состояние и сбрасывает в О КЯ-триггер 17. Импульс с выхода элемента 14 И устанавливает (гп+1) разряд счетчика 20 в 1, а сигнал с элемента 19 2 И - ИЛИ устанавливает К 5-триггер 18 в 1, который разрешает поступление счетных.импульсов на счетчик 20. Импульсы с линий 8 - 10 задержки останавливают счет, записывают код в регистр 21 и обнуляют счетчик 20. Таким образом, на вход счетчика 2(Гпоступает на 2 импульсов меньше того количества импульсов, которое соответствует измеряемому углу, однако предварительная установка (гп + 1)-го разряда счетчика в 1 приводит к тому, что код на выходах счетчика 20 после его5 920801 остановки будет точно соответствовать измеряемому углу. Линия 7 задержки необходима для того, чтобы до прихода опорного фазового импульса на вход элемента 19 2 И - ИЛИ успел сработать К-триггер 17, Линия 8 задержки является компенсируюн5 щеи и задерживает сигнальный фазовый импульс на ту же величину, на которую линия 7 задержки задерживает опорный фазовый импульс.тЭкдномический эффект. от использования изобретения обусловлен его техничес в кими особенностями. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала "в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, блок формирования многофазного синусоидального напряжения, фазовращатель и блок формирования сигнального фазово го импульса, блок формирования опорного фазового импульса, вход которого соединен с выходом блока формирования многофазного синусоидального напряжения, первый Ю-триггер, выход которого соединен с первым Входом первого элемента И, второй 25 вход которогосоединен с выходом генератора импульсов, а выход - с первым входом счетчика, выходы которого соединены с входами регистра, вход записи которого соединен с выходом первой линии задержки,ч30 которыи соединен с входом второй линии задержки, выход которой соединен с вторым входом счетчика, и третью линию задержки, отличающийся тем, что, с целью 6повышения быстродей .твия преобразователя, в него введены четвертая, пятая и шестая линии задержки, второй и третий КЬ-триггеры, второй и третий элементы И и элемент 2 И - ИЛИ, выход блока формирования опорного фазового импульса подключен к первому входу второго элемента И и к входу третьей линии задержки, выход которой подключен к первому входу, элемена 2 И - ИЛИ и входу четвертой линии задержки, выход которой соединен с вторым ходом элемента 2 И - ИЛИ и первым входом третьего элемента И, выход блока формирования сигнального фазового импульса соединен с входами пятой и шестой линий задержки и с 5-входом второго КБ-триггера, К-вход которого соединен с выходом пятой линии задержки, а выход - с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с 5-входом третьего КЬ-триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом элемента 2 И - ИЛИ, а прямой выход - с вторым входом третьего элемента И и четвертым входом элемента 2 И - ИЛИ, выход которого соединен е Й-входом третьего КЬ-триггера И с 5-входом первого Ю-триггера, К-вход которого соединен с выходом шестой линии задержки, выход третьего элемента И соединен с входом установки (гп + 1)-разряда счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 154 - 155.2. Авторское свидетельство СССР341065, кл. 6 08 С 9/04 Ф, 1971 (прототип),Составитва Техред АТираж 639Государственногоелам изобретенийсква, Ж - 35, РаушПатент, т. Ужгор д. 4/5 ектная,Т. Парфен/60ВНИИПпо3035, Мал ППП ель Е. БударинаБойкас Корректор О БилакПодписноеССР комитета С и открытий скан наб., од, ул. Про