Преобразователь угла поворота вала в код

(1 Ю (И)СОКИ СОВЕТСКИХОСФИОавнесиииРЕСПУБЛИК ЭЮР С 08 С 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54 )(57 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВО+"РОТА ВАЛА В КОДпо авт. ев, В 942089,о т ли ч а ю щ и й с я тем, что,"с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок преобразования напряаения в код и блохсогласования отсчетов, первый входкоторого подключен к выходу счет"чика числа измерений, второй " квыходу реверсивного счетчика, атретий - к выходу блока преобразова .ния .напряхения в код, вход которогоподкювочен к выходу интегратора.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. 5По основному авт, св. 9 942089. известен преобразователь угла поворота, вала в код,содержащий блок преобразования угла поворота в последовательность временных интервалов, первый и вто О рой триггеры, единичные выходы которых соединены с источником команды "Пуск", единичный выход первого триггера подключен к одним входам первого и второго элементов И, 15 выходы которых подключены к единичным входам третьего и четвертого триггеров соответственно, единичный выход третьего триггера подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, единичный выход четвертого триггера подключен к второму входу четвертого и первому входу пятого элементов И, нулевые выходы третьего и четвертого триггеров подключены к вторым входам третьего и пятого элементов И, третьи выходы которых подключены к выходу генератора импульсов, выход четвертого элемента И подключен к нулевым входам второго, третьего и четвертого триггеров и через счетчик к нулевому входу пер:вого триггера,выходы разрядов реверсивного счетчика через дешифратор подключены к одному входу 35 шестого элемента И, другой вход ко" торого соединен с единичным входом второго триггера, а выход подключен к нулевым входам третьего и четвертого триггеров и реверсивно го счетчика, выходы блока преобразования угла поворота в последовательность временных интервалов подключены к единичным входам пятого и шестого триггеров и к первым входам одного и другого блоков синхронизации соответственно, вторые и третьи входы блоков синхронизации соединены непосредственно и через инвертор с выходом генератора импульсов, а выходы .блоков синхронизации подключены к другим входам первого и второго элементов И соответственно, единичный выход пятого .триггера подключен к седьмрму элементу И, другой вход кото р 6 го соединен с нулевым выходом третьего триггера, а выход через первый элемент ИЛЙ подключен к прямому входу интегратора, единичный выход шестого триггера подклю- бО чен к восьмому элементу И, другой вход которого. соединен с нулевым выходом четвертого триггера; а выход через второй элемент ИЛЙ подключен к инверсному входу интегратора, опорный вход которого .соединен с источником эталонного напряжения, а выход подключен к входамкомпараторов, выходы компараторовподключены к единичным входам седьмого и восьмого триггеров, единичные выходы которых подключены кодним входам соответственно девятого и десятого элементов И, выходдевятого элемента И через второйэлемент ИЛИ подключен к инверсному входу интегратора, а выход десятого элемента И через первыйэлемент ИЛИ подключен к прямомувходу интегратора, выходы третьегои девятого элементов И через третийэлемент ИЛИ подключены к входусложения реверсивного счетчика,выходы пятого и десятого элементовИ через четвертый элемент ИЛИ под-ключены к входу вычитания реверсивного счетчика, выход генератораИмпульсов подключен к третьему входу четвертого элемента И, выходкоторого подключен к нулевым входам Пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров, выход шестого элемента И подключен к нулевым входампятого и шестого триггеров и к нулевому входу интегратора, нулевой выход первого триггера подключен к нулевым входам пятого и шестого триггеров и к нулевому входуинтегратора, а единичные выходы третьего и четвертого триггеров подключены к другим входам девятого идесятого элементов И 1Недостатком известного преобразователя является малая разрешающаяспособность, а следовательно и точность,Цель изобретения - повышение точности .преобразователя..Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь углаповорота вала в код введены блокпреобразования постоянного напряжения в,код и блок согласования отсчетов, первый вход которого подключен к выходу счетчика числа измерений, второй - к выходу реверсивного счетчика, а третий - к выходублока преобразования напряжения вкод, вход которого подключен к выходу интегратора.На чертеже представлена блоксхема преобразователя,Преобразователь содержит блок 1преобразования угла поворота в последовательность временных интерваловвыходы которого подключены к блокам 2 н 3 синхронизации, генератор 4 импульсой, выход которогонепосредственно и через инвертор5 подключен к другим входам блоков2 и 3, Единичные входы первого ивторого триггеров б и 7 соединеныс источником 6 команды "Пуск". Единичный выход триггера 6 подключенк одним входам первого и второгоэлементов И 9 и 10, другие входыкоторых соединены с выходами блоков2 и 3, а выходы подключены к единичным входам третьего и четвертого триггеров 11 и 12. единичный вы" ход триггера 11 подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И 13 и 14, единичный выход триггера 12 подключен к второму входу элемента 14 и к первому входу пятого элемента И 15. Выходы разрядов реверсивного счетчика 16 через дешифратор 17 подключены к одному входу шестого элемента И 18,другой вход которого соединен с единичным выходом триггера 7, Выходы блока 1 подключены к единичным входам пятого и шестого триггеров 19 н 20, единичные выходы которых подключены к одним входам седьмого и восьмого элементов И 21 и 22, Нулевой выход триггера 11подключен к второму; входу элемента 15 и к другому входу элемента 21, выход которого через первый элемент ИЛИ 23 подключен к прямому входу интегратора 24. Нулевой выход триггера 12 подключен. кпрямому входу интегратора. 24, Нулевой выход триггера,12 подключен к второму входу элемента 13 и кдругому входу элемента.,22, выход котброго через второй элемент ИЛИ 25подключенк инверсному входу интегратора 24,Опорный вход интегратора 24 соединен с источником 26 эталонногонапряжения, а выход интегратора 24подключен. к компараторам 27 и 28,выходы. которых подключены к единичным входам седьмого и восьмого"триггеров 29 и ЗО.Единичные выходы триггеров 29и 30 подключены к одним входамдевятого и десятого элементов И 31и 32. Выход элемента.31 через эле- .мент 25 подключен к инверсному входу интегратора 24, а выход элемента 32 через элемент 23 подключен к прямому входу интегратора 24. Выход генератора 4 подключен к третьим входам элементов 13 - 15. Выходы элементов 13 и 31 через третий элемент ИЛИ 33 подключены Квходу сложения реверсивного счетчика 16,. а выходы элементов 15 и 32через четвертый эламент ИЛИ 34 подключены к входу вычитания реверсивного счетчика 16. Выход элемейта 14 подключен к нулевьпщ входам триггеров 7, 11, 12, 19, 20, 29 и 30, а.через счетчик 35 - к нулевому .входу триггера 6. Выход элемента 18 подключен к нулевому входу интегратора 24 и к нулевым входам триггеров 11, 12, 19 и 20. Нулевой вы-, ход триггера 6 подключен к нулевым входам триггеров 19 и 20 и кнулевому входу интегратора 24, аединичные выходы триггеров 11 и 12подключены н другим входам элементов 31 и 32.5 Вход блока 36 преобразованияпостоянного напряжения в цифровойкод подключен к выходу интегратора24, входы блока 37 согласования отсчетов подключены к выходам счет-10 -чика 35, реверсивного счетчика 16и блока 36 преобразования напряЖенияв код.Преобразователь работает следующим образом,На выходах блока 1 формируетсяпериодическая последовательностьвременных интервалов, пропорциональных измеряемому угйу поворота,и ограниченная старт- и стоп-импульсами. На выходе генератора 4 форЮ мируется последовательность тактрвых импульсов высокой частоты соскважностью 2, С выходов генератора 4 и.инвертора 5 на синхронизнру- .ющие входы блоков 2 и 3 поступают2 две последовательности тактовых импульсов, На выходе блока 2 формируются старт-имйульсы синхронно стактовыми импульсами инвертьра 5,а на выходе, блока 3 - стоп импуль,30 сы синхронно с тактовыми импульсами этого же инвертора 5.По сигналу фПуск" с источника 8снимается сигнал установки "Оф с. триггеров 19 и 20 и интегратора 24и производится установка триггеров6 и 7 в состояние "1", открываютсяэлементы 9 н 10, пропуская синхро-низированные старт- и стоп-иМпульсы на единичные входы триггерою 11н 12 соответственно, Если первым40 1 после сигнала "Пускфприходит стартимпульс; то открывается элемент 13..пропуская импульсы генератора 4 навход сложения реверсивного счетчй-.ка 16 до момента поступления стоп 45 импульса, который, прризводя уста- .новку триггера 12 в состояние ф 1 фзакрывает элемент 13 и открываетэлемент 14. Задний фронт выходногосигнала элемевта 14, отстоящий от50 переднего фронта стоп-импульса наодин период сигнала генератора 4,устанавливает триггеры 11 и 12 всостояние "О". Прн этом содержимое счетчика 35 числа измерений в55 цикле увеличивается на "1",: На выходе элемента 21 формируется временной интервал между передним .фронтом старт-импульса с блока 1 и передним фронтом Эасийхрони-зированного старт-импульса с выхода60 элемента 9. В течение этого вреМенного интервала интегратор 24 производит интегрирование опорногонапряжения с источника 26 с положительным знаком. На выходе эле 5 мента 22 формируется временной ин1029199 ВНИИПИ Заказ 4984/48 Тираж 618 Подписное филиал ППП фПатентф,.г.ужгород, ул.Проектная,4терзал между передним фронтом стоп- , импульса с блока 1 и передним фрон том засинхронизированного стоп- импульса с выхода элемента 10. В течение этого временного интервала интегратор 24 производит ийтег рирование опорного напряжения с отрицательным знаком.Если первым приходит стоп-импульс, то открывается элемент 15, и импульсы генератора 4 поступают 10 на вход вычитания реверсивного счетчика 16 до момента поступления старт-импульса, При этом содержимое счетчика 35 также увеличивается на "1". Интегратор 24 производит, также как и в предыдущем случае, интегрирование опорного напряжения между передними фронтами стоп-импульсов с выходов блока 1 и элемента 10 с отрицательным знаком, а между передними фронтами старт-импульсов с выхода блока 1 элемента .9 с положительным знаком.С приходом следующих старт- и стоп-импульсбв к содержимому реверсивного счетчика 16 добавляется очередная пачка импульсов с выходов элементов 13 или 15, к содержимому счетчика 35 добавляется единица, а на выходе интегратора 24 изменяется напряжение с учетом сум марной погрешности измерения концов временных интервалов. Как только выходное напряжение интегратора 24 превысит эталонный уровень ( напри.мер, равный кванту ), то срабатыва ет один из компараторов 22 или 28 в зависимости от знака выходного напряжения. Сьответствующий триггер 29 или 30 устанавливается всостояние 1и открывает элемент 40 31 или 32.Триггеры 11 и 12 одновременно нахо-дятся в состоянии "1" в течение пери,ода следования импульсов генерато 1 ра 4. Если выходное напряжение интегратора 24 превысило положительный эталонный уровень, то импульс с элемента 31, равный по длительности, периоду следования импульсов генератора 4, поступает на инверсный вход интегратора 24 и на вход 50 сложения реверсивного счетчика 16. Интегратор 24 производит интегрирование опорного напряжений с отрицательйым знаком в течение периода следования импульсов генератора 4. 55 Аналогичным образом работает преобразователь при превышении выходным напряжением интегратора 24 эталонного отрицательного уровня. Приэтом импульс коррекции поступает навход вйчитания реверсивного счетчика 1 Б. Задним фронтом вьиодногосигнала элемента 14 триггеры 29 и30 устанавливаются в "0". Так продолжается до переполнения счетчика 35.Выходным сигналом счетчика 35через блок согласования отсчетов37 опрашиваются состояния реверсив.ного счетчика 16 и блока Зб преобразования напряжения в код, послечего триггеры б, 19 , 20 и интегратор 24 устанавливаются в"0", элементы 9 и 10 закрываются, цикл измерения заканчивается,Выходы разрядов реверсивногосчетчика 16 подключены к дешифратору 17, на выходе которого формируется сигнал, когда содержимое реверсивного счетчика 16 превышает половину полного значения фазы одного измерения в цикле, Этот сигналнеобходим для анализа длительностивременного интервала в начале цик"ла измерений.Если первый времеинойинтервал превышает половину полно-го значения фазы, то выходной сигналэлемента 18 производит установку.триггеров 11, 12, 19, 20 и интегра-:тора 24 в состояние "0", а содержимое счетчика 35 не измейяется. Приэтом следующий временной интервалбудет Меньше половины полного значения Фаэы, и Преобразователь начнет цикл измерения. Первый входнойимпульс счетчика 35 производит установку триггера 7 в состояние фО",закрывая элемент 18,В процессе преобразования выходное напряжение интегратора 24 Преобразуется бЛоком 36 в код, который поступает на одни входы блока 37 согласования отсчетов точный отсчеТ). Код грубого отсчета поступает йа другие входы блока 37 с выхода реверсивного счетчика 16. В конце цикла преобразования импульс переполнения счетчика 35 поступает В блок 37 в качестве стробирукнцего импульса и производит согласование грубого и точного отсчетов.Разрешающая способность, а следовательно и точность такого преобразователя повышается за счет введения точного отсчетавыполненногь на блоке Зб и формирующего код внутри кванта грубого отсчета.сЪ