Преобразователь угла поворота вала в широтно-импульсный модулированный сигнал

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Ь С 08 С 9 00 ТЕНИ ИЕ И ЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ рукторс кое иборострое АН АЗССР льство ,1974. ьст во4,ототи(54)(57) 1.ПОВОРОТА ВАЛМОДУЛИРОВАНсинусно-косформатор, в ия, а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ(71) Специальное констбюро геофизического прния Института геологии(56) 1,Авторское свидетВ 525143, кл,С 08 С 9/О2, Патент ВеликобритаВ 1322968, кл.С 08 С 9/ОН 03 К 13/20, опублик.193. Авторское свидетелпо заявке 9 3319117/18;2кл .С 08 С 9/О 4, 1981 (пр ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА А В ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ НЫЙ СИГНАЛ, содержащий нусный вращающийся тра од которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый комутатор и выпрямитель - к первому входу элемента сравнения, источник сигнала .беременного тока подключен к второму входу элемента сравнения и к другому входу блока определения квадранта, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, о т л и- чающий с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введен элемент задержки, вход которого соединен с первым выходом эле- Я мента сравнения, а выходы элемента задержки и первый выход элемента рравнения подключены к сигнальным входам второго коммутатора, выход которого подключен к третьему входу элемента сравнен111382 45 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что элемент сравнения содержит первый и второй компараторы и триггер, первый вход элемента сравнения подключен к.одному входу первого ком" паратора, второй вход элемента сравнения подключен к другому входу первого компаратора и к одному входу Изобретение относится к автома" тике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с объектом управления, 5Известен преобразователь угла поворота вала в ШИМ-сигнал, содержащий синусно-косинусный вра" щающийся трансформатор, вход которого соединен с выходом источни ка синусоидального сигнала переменного тока, и выпрямитель, вход которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом синусоидального сигнала переменного тока, а выход является выходом устройства, один из выходов синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключен непосредственно к входу выпрямителя 1. 20Недостатком известного преобразователя является ограниченный диапазон однозначного измерения угловых перемещений равный квадранту, Это обусловлено тем, что характери . 25 стика преобразования имеет вид кусочно-ломаной кривой с разными знаками производной в смежных квадрантах. Поэтому при переходе из одного квадранта в другой взаимно одно значное соответствие между угловым перемещением и длительностью импульсов нарушается, что затрудняет формирование ШИМ-сигналов в диапазоне 0-360 35 Известен также преобразователь угла поворота, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, вход которого подключен к выходу источника синусоидального сигнала 40 переменного тока, выполненного в виде последовательно соединенных генератора, фильтра и усилителя мощности, а выходы через коммутатор - к входу выпрямителя, блок определения квадранта, входы которого соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося транформатора и источника синусоидального сигнала переменого второго компаратора, другой входкоторого соединен с общей шиной,а выход подключен к единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с третьим входом элемента сравнения, а первый выход элемента сравнения соединен с ьыходом первого компаратора. тока, а выход - с управляющим входом коммутатора, и элемент сравнения, состоящий из двух компараторови триггера, причем первый вход первого компаратора подключен к выходувыпрямителя, а второй вход - к выходу источника синусоидального сигнала переменного тока и ( через фазосдвигающую цепочку) к первомувходу второго компаратора, второйвход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход -к первому входу триггера, умножительчастоты, формирователь импульсов,ключ и счетчик, причем вход умножителя частоты подключен к выходу источника синусоидального сигнала переменного тбка, а выход через формирователь импульсов - К информационному входу ключа, управляющий выход которого соединен с выходом триггера, а выход - с выходом счетчика, выход которого является выходом устройства 21Недостатком такого преобразователя является малый диапазон однозначного преобразования угла в ШИМ-сигнал, ограниченный деятельностью К-участка, т,е. 23/К рад.Наиболее близким к изобретению является преобразователь угла повоРота вала в ШИМ-сигнал, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпрямитель - к первому входу элемента сравнения, источник синусоидального сигнала геременного тока подключен к второму входу элемента сравнения и к другому входу блока определения квадранта, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, источник синусоидального сигнала переменного тока через последовательно соединенные формирователь опорных ШИМ-сигналов, и второй коммутатор подключен к одному входу сумматора, другой вход которого соединен с выходом сравнения (33 .Недостатком известного преобразователя является его сложность, 5вызванная сложностью выполйенияформирователя опорных ШИМ-сигналов.Цель преобразователя - упрощениепреобразователя.Поставленная цель достигается 10тем, что в преобразователь угла поворота вала в ШИМ-сигнал, содержащийсинусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен систочником синусоидального сигнала (5переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпрямитель - к первому входу20элемента сравнения, источник сигнала переменного тока подключен квторому входу элемента сравнения ик другому входу блока определенияквадранта, выход которого подключенк управляющим входам первого и второго коммутаторов, введен элементзадержки, вход которого соединенс первым выходом элемента сравнения,а выходы элемента задержкии первый выход элемента сравненияподключены к сигнальным входам второго коммутатора, выход которогоподключен к третьему входу элемента сравнения.Элемент сравнения содержит первый 35и второй компараторы и триггер,первый вход элемента сравненияподключен к одному входу первогокомпаратора, второй вход элемента сравнения подключен к другому 40входу первого компаратора и к одномувходу второго компаратора, другойвход которого соединен с общей шиной,а выход подключен к единичному входу триггера, нулевой вход которого 45соединен с третьим входом элемента сравнения, а первый выход элемента сравнЕния соединен с выходомпервого компаратора.50На чертеже представлена структурная схема преобразователя.Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, вход которого соединен с выходом источника 2 синусои дального сигнала переменного тока, а выходы через первый коммутатор 3с входом выпрямителя 4, второй коммутатор 5, блок б определения квадранта, входы которого соединены с выходами СКВТ 1 и источника 2 синусоидального сигнала, а выходы - с управляющими входами коммутаторов 3 и 5, элемент. 7 сравнения, состоящийиз компараторов 8 и 9 и.триггера 10, 65 причем входы компаратора 8 соедииены с выходом источника 2 синусоидального сигнала и шиной нулевогопотенциала - с первым входом (,8 )триггера 10, входы компаратора 9соединены с выходами источника 2синусоидального сигнала и выпрямителя 4, а выход непосредственно ичерез элемент 11 задержки - с информационными входами коммутатора 5,выход которого подключен к второмувходу (В) триггера 10, выход которого является выходом преобразователя,Преобразователь работает следующим образом.Обмотка возбуждения СКВТ 1, ротор которого связан с валом обьекта управления, подключена к выходу источника 2, Формирующего синусоидальный сигнал Опеременного тока с периодом Т. С выходных обмоток СКВТ 1 снимаются сигналы П, П,1 переменного тока, модулированные в функции синуса и косинуса угла поворота 8 вала. Блок 6 путем анализа знака фазы (относительно Пс электричес" ких сигналов П и П,1 определяют квадрант, которому соответствует текущее значение угла поворота ф и в зависимости от номера квадранта устанавливает .коммутатор 3 в поУложение, при котором к входу выпрямителя 4 подключается меньший иэ выходных сигналов П (1 и 3-м квадрантах) или П(во 2 и 4-м квадрантах) . Выпрямитель 4 преобразует по" данный на его вход сигнал в постоянное напряжение П , изменяющееся по синусоидальному закону при изменении 9Синусоидальный сигналпеРемен" ного тока с выхода источника 2 срав" нивается с нулевым напряжением (посредством компаратора 8) и с выпрямленным напряжением Пь (посредством компаратора 9).Оба компаратора, а также триггер 10 входят в состав элемента 7 сравнения, Формирующего ШИМ-сигнал с периодом Т и длительностью импульсов, пропорциональной углу поворота 9, причем. передний Фронт каждого импульса ШИМ-сигнала Формируется в момент времени, соответствующий срабатыванию ( при 0=0) компаратора 8., выходной. импульс которого устанавливает триггер 10 в. положение к", а задний фронт в момент времени, смещенный на - 1.; , = О, 1, 2 3) относительно момента срабатывания (при Ю 0 Е )яэмпаратора 9, импульс с выхода которого сразу же ( в первом квадранте) или с задержкой ( в остальных квадрантах) возвращаетфтриггер 10 в исходное положение фОф.1113827 Составитель К.СмирновРедактор М,Петрова Техред А. бабинец Корректор В. Гирняк Заказ 6623/42 Тираж 568 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 11 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Элемент 11 выполняет функцию за. держки импульса с выхода компаратора 9 элемента сравнения на Т .Т ЗТсоответственно. В зависи 4 ф 2 ф 45 мости от положения коммутатора 5, уп равляемого блоком б определения квадранта, на вход К триггера 10 проходит: в первом квадранте - импульс с выхода компаратора 9 непосредственно во втором квадранте - импульс с первого выхода элемента 11 (задержанный относительно выходного импульса компаратора 9 на с = -), в третьемлЛ 5 квадранте - импульс .с второго выхода элемента 11 ( Т =и в четвертомФквадранте - импульс с третьего выхода элемента 11 ( ; = -),4Таким образом, на выходе триггера 10 элемента сравнения формируются импульсы ШИМ-сигнала с периодом Т и длительностью, пропорциональной углу поворота вала во всем диапазоне ,0-360 изменения 9, При этом предлагаемый преобразователь по срав" нению с прототипом упрощается.Экономический эффект от использо;вания преобразователя определяется снижением стоимости его изготовления.