Цифровой компас

(51) 4 С О 1 С 17/3 ЕНИЯ ство ССС 30, 1978 во СССР 30, 1977 ся к стр-в го курса. Цельточности изй сигна ратора, вхозователя 17, еля 1, Этот иливается в демодулятор пает на вход его понижаи усиливаетГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЭОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 30,10,87, Бюл. У 4 (75) Я,А.Литовченко (53) 538.74 (088.8) (56) Авторское свидетел787896, кл. С 01 С 17Авторское свидетельс У 669189, кл. С 01 С 17 (54) ЦИФРОВОЙ КОМПАС (57) Изобретение относи для определения магнитн изобретения - повьппение мерений. Высокостабильн опорной частоты от гене дящего в состав преобра поступает на вход делит сигнал формируется и ус блоке 3 и поступает на 6. Этот же сигнал посту делителя 2, где частота ется вдвое, формируется ся в блоке 4, а затем поступает к феррозонду 5, на выходе которого по является система трех переменных на пряжений, несущая информацию об угловом положении феррозонда 5 по отношению к магнитному полю земли, Аналоговые напряжения поступают на входы неинвертирующих усилителей 7, 8и 9, инвертирующих усилителей 10, 11и 12 и компараторов 13, 14 и 15, которые подключены к выходам демодулятора 6. На выходе коммутатора 16 появляется аналоговое напряжение, пропорциональное углу ориентированияферрозонда 5. Напряжение с выходакоммутатора 16 поступает на вход преобразователя 17, где преобразуется в Жчисло импульсов, которое подсчитывается счетчиком 18 и является цифровой %Ф Фмерой угла ориентирования феррозонда5, а градусная мера отображаетгя наиндикаторе 21. 4 ил,113Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для определения магнитного курса,Целью изобретения является повышение точности измерений.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2 - графики аналоговых напряжений на выходе демодулятора; на фиг, 3 - то же, на входе коммутатора; на фиг, 4 - разряды К 1, К 2 и К 3 кода на управляющих входах коммутатора.Устройство состоит из делителей частоты 1 и 2 (на выходе делителя 2 частота вдвое меньше, чем на выходе делителя 1), усилителей-формирователей 3 и 4, обеспечивающих необходимые для работы феррозонда и демодулятора напряжения, трехфазного феррозонда 5, трехфазного демодулятора 6, который может быть составлен иэ трех однофаэных неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12, компараторов 13, 14 и 15, входы которых подключены к трем выходам демодулятора по схеме треугольника,коммутатора 16, обеспечивающего прохождение на выход сигнала с одного из шести информационных входов в зависимости от кода, установленного на его управляющих входах, преобразователя 17, обеспечивающего преобразование входного аналогового напряжения в пропорциональное ему число импульсов, счетчика 18, совместно с преобразователем 17 образующего аналого-цифровой преобразователь, преобразователя 19 кода, который может быть выполнен на однократно программируемых постоянных запоминающих устройствах, дешифратора 20, цифрового индикатора 21.Цифровой компас работает следующим образом.Высокостабильный сигнал опорной частоты от генератора, входящего в состав преобразователя 17, поступает на вход делителя 1, на выходе которого частота вдвое превышает частоту возбуждения феррозонда 5, Этот сигнал формируется и усиливается в блоке 3 и затем в качестве опорного поступает на демодулятор 6. Этот же сигнал с выхода делителя 1 поступает на вход делителя 2, где частота его понижается вдвое, формируется и усиливается в блоке 4, а затем поступает к феррозонду 5, на выходе которого появляется система трех переменных48648 5 10 15 20 25 30 35 40 45 напряжений, несущая информацию об угловом положении феррозонда по отношению к магнитному полю земли, Выходы ферроэонда также подключены к демодулятору 6, на выходе которого формируется система трех аналоговых напряжений, также несущая информацию об угловом положении феррозонда (фиг. 2), Аналоговые напряжения поступают на вход неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12 и компараторов 13, 14 и 15. Усилители 7-12 имеют регулируемые коэффициенты усиления и балансировку.Так как усилители 10, 11 и 12 инвертирующие, то на вход коммутатора поступают шесть аналоговых напряжений, изменяющихся в соответствии с поворотом феррозонда по закону, близкому к синусоидальному, и сдвинутых на угол 60 (фиг, 3). В дальнейшей работе цифрового компаса используются участки графиков, вьщеленные утолщенными линиями. Вьщеленные участки графиков эаоключены в пределах 330, где они практически линейны. Регулировочные элементы демодулятора 6 позволяют смещать вьщеленные отрезки по оси градусов, изменение коэффициента усиления усилителей 7-12 позволяет поворачивать вьщеленные участки, а изменение балансировки их смещать вьщеленные участки вверх или вниз. Используя указанные регулировки можно скомпенсировать неиндентичность всех предыдущих звеньев цифрового компаса. Это, а также высокое отношение вольт/градус = 0,33 при воэможности использования серийных интегральных микросхем обеспечивает высокую точность и простоту предлагаемого цифрового компаса. Селекция вьщеленных участков осуществляется с помощью коммутатора 16, управляемого компараторами 13, 14 и 15. Коммутатор 16 пропускает на выход один иэ входных сигналов в зависимости от кода, установленного на его управляющих входах компараторами. Вкоды компараторов подключены к выходам демодулятора 6 по схеме треугольника так, что на их выходах появляется код, соответствующий сектору, в котором ориентирован в данный моментз134864 ферроэонд (фиг. 4). При этом на выходе коммутатора 16 появляется периодически повторяющееся через кажодые 60 аналоговое направление ве)5 личина которого пропорциональна углу ориентирования феррозонда в данном секторе, Это напряжение может быть использовано для стабилизации движения транспортного средства по заданному направлению.Напряжение с выхода коммутатора поступает на вход преобразователя 17, где преобразуется в пропорциональное ему число импульсов, которые подсчитываются счетчиком 18 и являются цифровой мерой угла ориентирования феррозонда в данном секторе. Число импульсов, поступающих на вход счетчика 17, обеспечивает счет от 0 до 60Идентификация сектора, в котором ориентирован ферроэонд, осуществляется с помощью кода, имеющего на выходах компараторов 13, 14, 15 и преобразуемого в преобразователе 19 кодов. 25 Преобразованный код поступает к информационным входам счетчика 17 и счет импульсов начинается не с нуля, а с числа, поступившего на информационные входы счетчика (для первого сектора - с О, второго - с 60, третьего - со 120, четвертого - со 180, пятого - с 240, шестого - с 300).Таким образом, на индикаторе 21 отображается градусная мера, соответртвующая и номеру сектора, и угловой ориентации ферроэонда в этом секторе,т.е. угол магнитного курса,изобретенияф о р м у л аЦифровой компас, содержащий феррозондовый датчик магнитного поля, два делителя частоты, демодулятор, счетчик и индикатор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен тремя неинвертирующими и тремя инвертирующими усилителями, тремя компараторами - преобразователем кодов, шестнканальным коммутатором, преобразователем напряжение - число импульсов, ферроэондовый датчик и демодулятор выполнены трехфаэными, три выхода трехфазного демодулятора подключены к входам соответственно трех неинвертирующих и трех инвертирующих усилителей, выходы которых подключены к информационным входамшестиканального коммутатора, выход которого подключен к входу преобразователя напряжение - число импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика, к входам предустановки которого подключены соответствующие выходы преобразователя кодов, к входам которого подключены выходы компараторов, и управляющие входы коммутатора, а входы компараторов соединены по схеме треугольника и подключены к выходам трехфазного демодулятора.1348648 К 1 И КЗСоставитель В.Кынин Редактор Н,Швыщкая Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо Заказ 5178/39 Тираж 676 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4