Функциональный преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 62746 9) (11 11 б 08 С 9/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СТВ бюро геотута геоСР8 (проРЕОБРА АЛА В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Специальное конструкторскоефизического приборостроения Инстлогии АН Азербайджанской ССР(54) (57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЛ ПЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА КОД по авт. св.748480, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него дополнительно введены седьмой элемент И и второй компаратор, входы которого подключены к выходным обмоткам синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выход подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, к четвертым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ и к первому входу седьмого элемента И, второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого компаратора, а выход седьмого элемента И - к счетному входу второго триггера.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис. пользовано в информационно-измеритель. ных системах для связи аналоговых источ. ников информации с ЦВМ. По основному авт. св. Мо 748480 известно устройство, содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), входная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а 10 выходные синусная и косинусная обмотки через фильтры - к сигнальным входам демодуляторов, опорные входы которых подключены к источнику напряжения питания, блок формирования опорного напряжения, входы которого соединены с выходами филь. )5 тров, а выход - с входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к одному из входов компаратора, шесть элементов И, два счетчика, коммутатор, входы которого подключены к выходам демодуляторов, а выход - к другому входу компаратора, выход которого соединен с счетным входом первого триггера, единичный выход которого подключен к первым входам первого и третьего элементов И, а нулевой выход - к 25 первым входам второго и четвертого элементов И, селектор октанта, входы которого соединены с входом и выходами СКВТ, а выходы попарно - с вторыми входами первого, четвертого и второго, третьего элементов И соответственно, первый и второй элементы ИЛИ, входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего, четвертого элементов И соответственно, а выходы - с управляющими входами коммутатора, третий и четвертый элементы ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом35 первого элемента И, вторые входы - с выходом третьего элемента И, третьи входы - с выходами второго и четвертого элементов И, а выходы через пятый и шестой элементы И соответственно с входами счетчи ков, генератор импульсов, выход которого подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И, и второй триггер, один из входов которого соединен. с источником команды Пуск, другой вход - с одним из выходов первого триггера, один выход 45 подключен к третьим входщ цящго и щР. - того элементов И и к одному из упрамяющих входов генератора линейно изменяю. щегося напряжения, а другой выход - к другому управляющему входу генераторалинейно изменяющегося напряжения 11.Недостатком известного устройства является то, что в октантных углах преобразование угла поворота вала в код осуществляется за два цикла измерения (за двацикла развертки пилообразного напряжения), 55в первом цикле после первого срабатывания компаратора триггер устанавливается в положение 1 (триггер уже находится в этом положении с приходом сигнала 11 уск в момент времени 1,), и изменяюцеесй по линейному закону выходное нип 1)ижение ге. нератора, достигнув максимального значе. ния, сбрасывается до нуля и пичннпсг нарастать снова. Во втором цикле происходит второе срабатывание компа 1)ип)ри, оба триг. гера устанавливаются в исходное положе; ние О, на генератор подаетсн запрещающий потенциал, а в счетчиках фиксируются равные коды. Подобная логика Рйботы преобразователя уменьшает его быстродействие,Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя,Поставленная цель достигается тем, что в функциональный преобразователь угла поворота вала в код введены седьмой элемент И и второй компаратор, входы которого подключены к выходным обмоткам синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выход подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, к четвертым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ и к первому входу седьмого элемента И, второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого компаратора, а выход седьмого элемента И подключен к счетному входу второго триггера.Сущность изобретения заключается в том,что преобразование любого угла (включая октантные углы) в код предлагаемым устройством осуществляется за один цикл измерения, т.е. за один цикл развертки пилообразного напряжения.На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.Преобразователь содержит СКВТ 1, выходные синусная и косинусная обмотки которого через фильтры 2 и 3 подключены к сигнальным входам демодуляторов 4 и 5, а выходы демодуляторов через коммутатор 6 подключены к одному из входов первого компаратора 7, блок 8 формирования опорного напряжения, входы которого подключены к выходам фильтров, а выход - к входу генератора 9 линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к другому входу компаратора, селектор 10 октанта, входы которого подключены к входной и выходным обмоткам СКВТ 1, а выЮдц цоцирно - к одним входам элементов И 11 - 14, выходы которых через элементы ИЛИ 15 и 16 соединены с первыми входами элементов И 17 и 18, а через элементы ИЛИ 19 и 20 - с управляющими входами коммутатора, первый триггер 21, счетный вход которого подключен к выходу первого компаратора, а выходы - к другим входам элементов И 11 - 14, второй триггер 22, один из входов которого подключен к единичному выходу первого триггера, другой вход - к источнику 23 команды Пуск, а выходы - к управляющим входам генератора линейно-изменяющегося напряжения и ко вторым входам элементов И 17 и 18, третьи входы которых подключены к выходу генератора 24 импульсов, а выходы - ко входам счетчиков 25 и 26, источников 27 напряжения питания, выход которого подключен к входной обмотке СКВТ и к опорным входам демодуляторов, и второй компаратор 28, входы которого подключены к выходным обмоткам СКВТ 1, а выход - к третьему входу второго и к четвертым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, а также к одному из входов элемента И 29, другой вход которого подключен к выходу. первого компаратора, а выход - к счетному входу второго триггера.Преобразователь работает следующим об.разом.Выходные напряжения СКВТ 1, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота Ц, через фильтры 2 и 3 подаются на сигнальные входы демодуляторов 4 и 5, которые выделяют их огибающие в виде сигналов постоянного тока:М=КЧ,ьь Я;Чр.=КЧп со 5 Я)где Ч - амплитудное значение напряжения источника 27 питания СКВТ 1К -коэффициент трансформации (К =сопз 1).Эти сигналы поочередно - в зависимости от положения ключей коммутатора 6 - подключаются к одному из входов компаратора 7, на другой вход которого подается линейно изменяющееся напряжение с выхода генератора 9, выполненного на основе интегратора с управляемым циклом заряда - разряда. На вход генератора 9 поступает опорное напряжение, пропорциональное Ч с выхода блока 8, выполненного, например. на основе двойной фазосдвигающей цепочки. В исходном состоянии преобразователя оба триггера находятся в положении О, на управляющие входы элементов И 11, 13 и 12 и 14 .поданы высокий и низкий потенциалы соответственно с нулевого и единичного выходов триггера 21, причем высокий потенциал подготавливает элементы И 11 - 13, для прохождения сигнала с первого (при Ч ( Ч) или второго (приЧЧ, ) выхода селектора 10 октанта, определяющего последовательность срабаты. вания ключей коммутатора 6.Селектор 10 октанта по результатам знака фазы (относительно напряжения питания) и соотношения амплитуд выходных напряжений СКВТ 1 формирует код Хе октанта, в котором находится искомый угол поворота Я, и. выходной сигнал, соответствующий выполнению неравенства Ч, (Ч; (или ЧсЧ,). Если Ч, (Ч угол Я находится в одном из октантов (1, 4, 5 или 8)., Сигнал с первого выхода селектора 10 октанта проходит через элементы И 11 и ИЛИ 19 на управляющий вход коммутатораПри 4 4 угол Я находится в одном из октантов (2, 3, 6 или 7). Сигнал с второго выхода селектора 10 октанта проходит через элементы И 13 и ИЛИ 20 на управляющий вход коммутатора 6, замыкая тот из его ключей, который подключает напряжение М с выхода демодулятора 5 к одному из входов компаратора У. Одновременно этот же сигнал проходит через элементы ИЛИ 15 и 16. на соответствующие входы элементов И 17 и 18, пропускающих счетные импульсы генератора 24 на входы счетчиков 25 и 26 при наличии разрешающего потенциала с единичного выхода триггера 22, который формируется в начале цикла измерения аналогично рассмотренному.В момент времени , когда линейно изменяющееся напряжение У с выхода генератора 9, запускаемого триггером 22, становится равным У, компаратор 7 срабатывает и перебрасывает триггер 21 в поло 45 50 55 6, замыкая тот из его ключей, который подключает меньшее из выходных напряжений демодуляторов 4 и 5 (в Данном случае - ) к одному из входов компаратора 7,В начале т цикла измерения подаетсякоманда Пуск с источника 23 на единичный вход триггера 22, который устанавливается в йоложение 1 и одновременно запускает генератор 9. Выходное линейно измеряющееся напряжение 4 генератора 1 о 9 подается на другой вход компаратора 7,а счетные импульсы генератора 24 через элементы И 17 и 18 начинают поступать на входы счетчиков 25 и 26.В момент времени т 1, когда линейно изменяющееся напряжение Чв ( с выхода генератора 9 становится равным 4, компаратор 7 срабатывает и перебрасывает триггер 21 в положение 1. Высокий потенциал с единичного выхода триггера 21 .появляется на управляющих входах элементов И 12 и 14. Элемент И 14 пропускает сигнал с первого выхода селектора 10 октанта через элемент ИЛИ 20 на другой управляющий вход коммутатора 6. Напряжение 4 отключается и к входу компаратора 7 подключается напряжение 4 с выхода демодулятора 25 5. Счетные импульсы продолжают заполнятьсчетчик 26, но уже не поступают на счетчик 25, содержимое Х, которого оказывается пропорциональным синусу угла поворотами.В момент времени (, когда линейно изменяющееся напряжение Ч, ( с выхода генератора 9 становится равным К, вновь срабатывает компаратор 7, импульс с выхода которого возвращает триггер 21 в положение О. Одновременно, задним фронтом импульса с единичного выхода триггера 21 35триггер 22 возвращается в исходное положение О, прекращается поступление счетных импульсов генератора 24 на счетчик 26, содержимое Х, которого оказывается пропорциональным косинусу угла поворота401062746 Составитель М. Сидорова Редактор Н. Джуган Техред И. Верес Корректор О. Тигор Заказ 10223/52 Тираж 618 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4жение 1, высокий потенциал с единичного выхода последнего появляется на управляющих входах элементов И 12 и 14, Элемент И 12 пропускает сигнал с второго выхода селектора через элемент ИЛИ 19 на другой управляющий вход коммутатора 6. Напряжение 4 отключается, а к входу компаратора 7.подключается напряжение с выхода демодулятора 4. Счетные импульсы продолжают заполнять счетчик 25, но уже не поступают на счетчик 26, содержимое М, которого оказывается пропорциональным сов Я В момент времени 1, когда линейно изменяющееся напряжение Ч,1 с выхода генератора 9 становится равным Ч вновь срабатывает компаратор 7, импульс с выхода которого возвращает триггер 21 в положение О, в то же положение (задним фронтом импульса с единичного выхода триггера 21) возвращается и триггер 22, при этом прекращается поступление счетных импульсов генератора 24 на счетчик 25, содержимое которого оказывается пропорциональным яп (:).При Ч = К (это равенство выполняется в октатных углах) срабатывает компаратор 28, сигнал с выхода которого, вопервых, проходит через элемент ИЛИ 20 на управляющий вход коммутатора 6, замыкая тот из его ключей, который подключает напряжение с выхода демодулятора 5 к одному из входов компаратора 7 (возмож 41 о также использование напряжения с выхода демодулятора 4), во-вторых, проходит через элементы ИЛИ 15 и 16 на соответствую 1 цие входы элементов И 17 и 18, подготавливая их, в-третьих, поступает на управляющий вход элемента И 29, выполняющего в данном случае функции вентиля. В 1, начале цикла измерения подается команда Пуск с источника 23 на О единичный вход триггера 22, который устанавливается в положение , в свою очередь, запускает генератор 9 и разрешает прохождение счетных импульсов генератора 24 на входы счетчиков 25 и 26 через элементы И 17 и 8 соответственно. В момент времени, когда линейно изменяющееся напряжение Ч 1 с выхода генератора 9 становится равным 1, компаратор 7 срабатывает, формируя импульс, который проходит через элемент И 29 на счетный вход триг гера 22 и возвращает его в исходное положение О. При этом поступление счетных импульсов в счетчики прекращается и в них остаются коды, равные между собой, что соответствует рассматриваемому случаю й =Ч).Таким образом, преобразование любого угла (включая октантные углы) в код предлагаемым устройством осуществляется за один цикл измерения, т.е. за один цикл развертки пилообразного (линейно изменяющегося) напряжения.