Преобразователь угол-временной интервал

1 307 Изц Н 03 ИГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬОЗФ САНИЕ ИЗОБРЕ формирователя временного интервала, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены два фазоинвертора, шесть ключей, два заноминающвх элемента н дешифратор, входы которог соединены с выходами второго ля частоты, первый и второй вцхо дешифратора подключены к управля входам первого, второго, третьего и четвертого ключей, а третий и ч вертий выходы - к управляющим вхо пятого и шестого ключей, выходы и точника синусоидального квадратур ного напряжения подключены к инфо мационным входам первого и второ ключей, выходы которых объединены подключены к входам первого за нающего элемента и второго фильтр низкой частоты, первый выход саму но-косинусного датчика подключен информационному входу третьего к ча и через первый фазоинвертор к р информационному .входу пятого ключвторой выход синусно-косинусного чика подключен к информационному входу шестого ключа, выходы. третьего, четвертого, пятого и шестого ключей объединены и подключены к входам второго запоминающего элемента н первого фильтра низкой час(21) . 3695042/24-24(72) Я.А. Касмани С.И. Рузин (71) Ленинградский институт ядерной Физики им, Б-.П, Константинова (53) 681325(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР В 485482, кл, С 08 С 9/00, 1974.Авторское свидетельство СССР В 409263, кл. С 08 С 9/04, 1971.Электромеханическне преобразователй угла .с электрической редукцией. Под ред, А,А. Ахметжанова. И., "Энергия"., 1978, с. 147, рис. 4-25 (прототип).(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - ВРЕИЕИНОЙ ИНТЕРВАЛ, содержащий генератор импульсов, выход которого через первый делитель частоты подключен к входу источника синусоидального квадратурного напряжения, выходы которого подключены к входам синус- но-косинусного датчика, первый фильт низкой частоты, выход которого через первый компаратор подключен к первому входу формйрователя временного интервала, выход генератора импульсов подключен к входу второго делителя частоты, второй фильтр низкой частоты, выход которого через второй компаратор подключен к второму входу о делите 3 Ж ющям ет-.дам сри иомиа с-.и а дат 116630720 25 30 40 55 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении отсчетной,части преобраэовате"ля угол - фаза - временной интервал - код.При проведении нейтрон-структурных исследований на ядерных реакторах, кристалл-дифракционных исследований на ускорителях, при решениизадач, связанных с навигацией, требуется измерять линейные и угловые. перемещения с высокой степеньюточности. При этом в качестве датчиков перемещений широкое распространение получили индуктивные датчики (вращающиеся трансформаторы,индуктосины, редуктосины, сельсины и др.), работающие в режиме Фазо.вращателя,1 елью изобретения является упрощение преобразователя угла в цифровой код при сохранении точности преобразования,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразователяугол - временной интервал.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делители 2 и 3 час, тоты, источник 4 синусоидальногоквадратурного напряжения, дешифратор 5, синусно-косинусный датчик 6,первый 7 и,второй 8 ключи, первыйзапоминающий элемент 9 (конденсатор), .Фазоинверторы 10 и 11, фильтры 12 низкой частоты, компаратор 13,третий 14, четвертый 15, пятый 16и шестой 17 ключи, второй запоминающий элемент 18 (конденсатор), Формирователь 19 временного интервала,второй фильтр 20 низкой частоты икомпаратор 21.Преобразователь угол - временнойинтервал работает следующим образом,Генератор 1 импульсов, делители2 и 3 частоты .выбраны таким образом,что на выходах дешифратора 5 формируются короткие импульсы частотойследования Г , несколько отличающейся от меандра, образующегося на. выходе делителя 2 частоты. Импульсына выходе дешифратора 5 сдвинуты пофазе один относительно другого начетверть периода их следования. Импульсное напряжение частотой Й свыхода делителя 2 частоты поступаетна вход источника 4 синусоидальногоквадратурного напряжения, с выходов 0 15 35 45 50 которого два синусоидальных сигнала, сдвинутые на У,2, поступают на вход-ные обмотки датчика б и входы ключей 7 и 8, на управляющие входы которых подаются с выхода дешифратора 5 короткие импульсы частотой сдвинутые один относительно другого,на четверть периода. На объединенных выходах ключей 7 и 8 сигнал представляет собой ступенчатую синусоиду самплитудой первой гармоники П , равной входным сигналам, и частотойГ -Г. Высшие гармоники в такомсигнале присутствуют толвко начинаяс частоты ЗГ -Г, а их амплитуда неБобольше в ., где и - номер гармоники,3 о Ьначиная с номера оПосколькуи очастоты Г и Г достаточно близки,амплитуда высших гармоник мала и легко отфильтруется фильтром 12 низкойчастоты. На выходе Фильтра 12 Формируется сигнал частотой ГО-Х., изкоторого формируется импульс стартавременного интервала.На информационные входы ключей14-17 поступают синусоидальные сигналы с выходов датчика, сдвинутыеодин относительно другого на четвертьпериода питающей частоты. На управляющие входы ключей 14- 17 подаютсякороткие импульсы, следующие с частотой Г , близкой к частоте Г, также сдвинутые один относительно другого на четверть периода. В точке соединения ключей 14-17 сигнал представляет собой ступенчатую синусоидуПервая гармоника этого сигнала имеетчастоту Е-Е , т,е, происходит преобразование частоты входного сигнала. Высшие гармоники в таком сигнале присутствуют с частотами выше(51 О-Г). Амплитуда гармоник с такими частотами очень мала и равнаБ- ф-, где и - номер гармоники, на 5 о очиная с номера . Поэтому высь ошие гармоники в ступенчатом синусоидальном сигнале легко уничтожаютсяфильтром 20 низкой частоты, и на еговыходе имеем синусоидальный сигналчастотой Г-Г, Фаза которого относительно синусоидального сигнала навыходе фильтра 12 прямо пропорциональна углу поворота датчика 6.Этот сигнал используется для Формирования столового импульса времен 4 Ф,1166ного интервала. Если в сигналахвыходных обмоток датчика присутствует составляющая с обратно вращающейся фазой, то на входе фильтра 20низкой частоты она имеет вид баланс- Зно-модулированного сигнала с частотой 2 Г, который легко Фильтруетсяэтим фильтром,Таким образом, на выходе Фильтранизкой частоты обратно вращающаяся 10составляющая, вызванная неравенством питающих датчик синусоидальныхнапряжений или их неортогональностью, а также неортогональностью входных обмоток датчика, практически 15полностью уничтожается, Полезныйсигнал выходных обмоток датчика спрямо вращающейся Фазой полностьюпередается на выход фильтра, одна-ко на более низкой частоте. Преобраэование частоты дает возможностьувеличить разрешающую способностьпреобразователя.Если в питающих датчики напряже-,ниях имеются высшие гармоники, то 25на выходе датчика они также присутствуют, причем прямо вращающиесясоставляющие этих гармоник, как и вслучае первой гармоники, сдвинуты%на 2 друг относительно друга, а .Зфсоставляющие с обратно вращающейсяФазой - на -- ". При этом прямо враМ2щающаяся составляющая третьей гармо 35ники на входе фильтра 20 низкой частоты представляет собой балансномодулированный сигнал частотой 2 Г,и на выходе фильтра 20 уничтожается 307 4Обратно вращающаяся составляющая третьей гармоники проходит на вход фильтра с частотой 3(ЕО -Е). Для пятой гармоники выходных сигналов датчика уничтожается обратно вращающаяся составляющая. Все четные гармоники на выходе фильтра уничтожаются.Следовательно, погрешности от неперпендикулярности входных обмоток датчика и питающих его напряжений, а также неравенства их амплитуд в данном преобразователе малы и имеют второй порядок малости. В гетеродинном канале вместо слож. ного источника квадратурного напряжения, требующего подбора. элементов и настройки, используется цифровой двоичный двухразрядный дешифратор, не требующий настройки, преобразователи-модуляторы частоты, содержащие сложные аналоговые устройства и много навесных элементов, требующие точной настройки, используемые в известном преобразователе,. заме- нены в предлагаемом двумя сборками. аналоговых ключей со средним быстродействием и двумя запоминающими элементами (конденсаторами), не требующими никакой настройки. В частности, ключи 7, 8, .14, 16 и 17 могут входит в состав двухканального . мультиплексора (например, 561 КП 1), В этом случае в него входит и дешифратор 5, т,е. ключи 14, 15, 16, 17, 7, 8 и дешифратор 5 входят в состав одной цифроаналоговой микросхемы.1166307 Составитель М. Сидороваиколайчук Техред О.Неце Корректор С. Черни ак филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная каз 4323/54 ВНИИПИ Госу по дела 113035, Моск