Преобразователь угла поворота вала в код

( 3 %велН 03 М 1/ 1 И Креславскийрнов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ(56) Авторское свидетельство СССР ,У 1088045, кл. Н 03 М 1/64, 1983.Авторское свидетельство СССР У 840995, кл. Н 03 М 1/64, 1979. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью уменьшения динамической погрешности путем уменьшения времени переходных процессов при отработке рассогласований в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), четыре цифроаналоговых преобразователя (ЦАП), два аналоговых сумматора, цифровой сумматор,реверсивный счетчик, делитель напряжения, два блока функционального преобразования кодов, два формирователяпитающих напряжений, компаратор, блоквыделения модуля, блок преобразования напряжения в частоту, генераторимпульсов, делитель частоты, введены пятый ЦАП, два интегратора, дваэлемента выборки - хранения и блокуправления. Из сигналов делителя час"тоты формирователи вырабатывают напряжения питающие СКВТ. В цифровомсумматоре, блоках функциональногопреобразования кодов, трех ЦАП и од-ном сумматоре вырабатывается компен"сационное напряжение, которое на другам сумматоре сравнивается с западным Ссигналом СКВТ. Рассогласование по фа-зе сравниваемых напряжений устраня- фется путем изменения кода в реверсивном счетчике, а рассогласование поамплитуде - путем изменения коэффи- дциента передачи делителя напряжения.1 з.п.ф-лы, 1 ил,СЛИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет .быть использовано для связи аналого.вых источников информации с цифровымвычислительным устройством.Цель йзобретения - уменьшение динамической погрешности преобразователя путем уменьшения времени пере"кодных процессов при отработке рассогласований,На чертеже представлена структур. ная схема преобразователя.Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор 15(СКВТ) 1, аналоговые сумматоры 2 и 3,цифроаналоговые преобразователи (ЦАП)4 и 5, интеграторы 6 и 7, компаратор 8, блок 9 преобразования напряжения в частоту, реверсивный счетчик 2010, генератор 1 импульсов, делитель12 частоты, цифровой сумматор 13,блоки 14 и 15 Функционального преобразования кодов, Формирователи 16и 17 питающих напряжений, ЦАП 18-20, 25делитель 21 напряжения, элементы 22и 23 выборки - хранения, блок 24 выделения модуля, блок 25 управления,1 Блок 25 управления содержит счетчик26, элемент И 27, инвертор 28, Формирователь 29 импульсов и элементИЛИ-НЕ 30.Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.От генератора 11 импульсы поступают на делитель 12 частоты, Значенияразрядов делителя 12 частоты подаются на входы Формирователей 16 и 17синусоидальных напряжений питания,которые подаются на входы СКВТ 1.Компенсационное напряжение, поступающее на вход аналогового сумматора2 со сдвигом Фазы, задаваемым кодомреверсивного счетчика 10, формируется грубо-точным способом. Формирова - 45ние синусоидального сигнала со сдвигом фазы в пределах п старших разрядов реверсивного счетчика 10 осуществляется путем их сложения с выходами разрядов делителя 12 частоты всумматоре 13. Выходной код сумматора13, представляющий собой линейно изменяющийся код со сдвигом фазы отчосительно выходного кода делителя 12частоты на величину, задаваемую кодом .,и старших разрядов реверсивного счетчика 10, преобразуется блоками 14 и 15в коды синуса и косинуса, Блоки 14и 15 представляют собой блоки постоянной памяти с прошивкой Функций синуса и косинуса. ЦАП 18 и 19 преобразуют выходные коды блоков 14 и 15 в напряжение. На выходах ЦАП 18 и 19 Формируются напряжения, аппроксимирующие синусоидальные и косинусоидальные Функции выходных кодов сумматора 13 со сдвигом фаз относительно выходных сигналов Формирователей 16 и 17 синусоидальных напряжений на величи" ну, задаваемую грубо кодом старших и разрядов реверсивного счетчика 10. Фазовый сдвиг выходного сигнала ЦАП18 в пределах кванта выходного кода сумматора 13 осуществляется путем его суммирования в аналоговом суъиаторе 3 с выходным сигналом ЦАП 19, промодулированным по амплитуде в ЦАП 20 кодом ш младших разрядов реверсивного счетчика 10. Согласование величин сдвигов Фаз, задаваемых кодами младших и старших разрядов реверсивного счетчика 10, осуществляется при помощи задания коэффициентов суммирования в аналоговом сумматоре 3 выходных напряжений ЦАП 18 и 20.Сформированное компенсационное напряжение с выхода аналогового сумматора 3 через управляемый делитель 21 напряжения и выходное напряжение СКВТ 1 подаются на входы аналогового сум-, матора 2.Для малых значений разбалансов Фаз Ьс и амплитуд ЬБ, соответствующих основному режиму работы преобразователя угла поворота вала в код, выходной сигнал сумматора 2 на основной частоте И можно представить выражениемН ПЬПз 1 иа + ьЦ созыв).Выходное напряжение аналогового сумматора 2 умножается в ЦАП 4 и 5 на коды косинуса и синуса, сформированные в блоках 15 и 14 соответственно, Выходные сигналы ЦАП 4 и 5 интег23 рируются в течение периода Т = - вЯ интеграторах 6 и 7 сооветственно. Выходные напряжения интеграторов 6 и 7 в момент времени Т после начала интегрирования пропорциональны соответственно разностифаз ьу и разбалансуамплитуд ЬП между выходнъы напряжением СКВТ 1 и компенсирующим напряжением с выхода делителя 21.32 4преобразования, то требуется автоматически регулировать ее до минимума.Минимизация разности амплитуд ЬЦ осуществляетсн при помощи следящей системы, состоящей из аналогового сумматора 2, ЦАП 5, интегратора 7, элемента 23 выборки-хранения и управляемого делителя 21 йапряжения, путем преобразования величины разности амплитуд ЛП выходного напряжения СКВТ 1и компенсирующего напряжения в пропорциональное ему постоянное напряже"ние, которое изменяет величину коэффициента передачи управляемого делителя 21 напряжения, изменяя таким образом амплитуду компенсирующего напряжения дс сведения к нулю разностиамплитуд. Формула изобретения 1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий компаратор, генератор импульсов, выход которого подключен к входу делителя частоты,выходы разрядов делителя частоты подключены к первой группе входсв цифровогс сумматора и входам первого и второго формирователей питающих напряжений, выходы которых подключены к входам синусно-косинусного вращающе" гося трансФорматора, вход ксмпаратора соединен с входом блока выделения модуля, выход кстсрого подключен к входу блока преобразования напряжения в частоту, выход которого и выход компаратора подключены соответственно к счетному и управляющему входам реверсивного счетчика, выходы старших разрядов реверсивного счетчика под". ключены к второй группе входов цифрового сумматора, а выходы младшихразрядов - к цифровым входам первогоцифроаналогового преобразователя, вык входам первого и второго блоков функционального преобразования кодов,выходы которых подключены к входамсоответственно второго и третьегоцифроаналоговых преобразователей,выход третьего цифроаналогового пре-,образователя подключен к аналоговомувходу первого цифроаналогового преобразователя, выходы первого и второго цифроаналоговых пресбраэователей подключены к входам первого аналогового сумматора, выход которого че"рез делитель напряжения подключен к 3 14258Временные режимы (циклы) работыинтеграторов 6 и 7 элементов 22 и 23, выборки-хранения задаются при помощи блока 25 управления. Один циклпреобразования задается немногим больше времени одного периода Т напряже-.ний питания СКВТ 1 при помощи деле"ния частоты генератора 11 на 2 + 2о .%в делителе и его сброса выходным импульсом элемента И 27.Управляющий импульс элементов 22и 23 выборки-хранения вырабатываетчэлемент 29 по переднему Фронту импульсов п+1-го разряда делителя частоты. Импульс, управляющий сбросом интеграторов 6 и 7, вырабатывается припомощи элемента И и элемента ИЛИ-НЕ30 из импульсов и+1-го разряда делителя частоты и выходных импульсов 20элемента 29. Импульсы сброса интеграторов 6 и 7 начинаются в моменты окончания импульсов, управляющих элементами 22 и 23 выборки-хранения, иоканчиваются в моменты, когда начинается новый цикл деления делителя частоты. Таким образом, в каждом циклепреобразования на выходе элементов 22Й 23 выборки-хранения выделяютсяи хранятся постоянные напряжения, про порциональные соответственно величинам фазового Ьц и амплитудного а 0. раз"балансов выходного напряжения СКВТ 1и компенсирующего напряжения.Информацию о разности сдвигов Фазвыходного напряжения СКИТ 1 и компенсирующего напряжения, т.е. о разности углового положения вала СКВТ 1и выходного кода преобразователя,представленного кодом реверсивного .40счетчика 10, несет напряжение на выходе элемента 22 выборки-хранения,которое преобразуется компаратором 8в сигнал направления счета реверсивного счетчика 10, а блоком 24 выделения модуля напряжения и блоком 9 пре-ходы цифрового сумматора подключены образования напряжения в частоту - впоследовательность счетных импульсовреверсивного счетчика 10. Код реверсивного счетчика 10 изменяется досведения к нулю разности фаз выходного напряжения СКВТ 1 и компенсирующего напряжения.Разность амплитуд Ы выходного напряжения СКЕТ 1 и компенсирующего напряжения не является носителем информации об угловом положении вала СКВТ1. Однако поскольку наличие разностиамплитуд 60 приводит к погрешностиставитель А Смирнохред Л.Сердюкова1 Корректор Л, Пил актор Н. Яцола Тираж 928 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 13035, Москва, Х(-35, Раказ 4783 Подпо комитета СССРй и открытий о д. 4/5 ая Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг л. Г:роектная,5 14258 одному входу второго аналогового сум- матора, четвертый цифроаналоговый преобразователь, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности преобразователя, в него введены пятый цифроаналоговый преобразователь, первый и второй элементы выборки-хранения, первый и второй интеграторы и блок управления, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первый выход подключен к управляющим входам первого и второго элементов выборки- хранения, второй выход " к управляющим входам первого и второго интеграторов, выход синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключен к другому входу второго аналогового сумматора, выход которого подключен к аналоговым входам четвертого и пятого цифроаналоговых преобразователей, цифровые входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого блоков функционального 2 б преобразования кодов, а выходы подключены к информационным входам первого и второго интеграторов соответственно, выходы первого и второго интеграторов подключены к информационным входам соответственно первого и второго элементов выборки-хранения, выходы которых подключены соответственно к входу компаратора и управляющему входу делителя напряжения.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит счетчик, элемент И, формирователь импульсов, инвертор и элемент ИЛИ-НЕ, счетный вход счетчика является входом блока управления, один выход счетчика подключен к одному входу элемента И, а через инвертор и формирователь импульсов соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ-НЕ, другой выход счетчика подключен к другому входу элемента И, выход которого подключен к нулевому входу счетчика, а выходы формирователя импульсов и элемента ИЛИ-НЕ являются соответственно первым и вторым выходами блока управления.