Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов

ано ельств 1/22, ство 1/50,СССР983.СР5.06.8 ласт ехниксвяз ции сйством.тем астоты ельность ователь ость им пе етель Фазы ы к ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭО А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПО ВАЛА В ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСО (57) Изобретение относится к автоматики и вычислительной и может быть использовано для аналоговых источников информ цифровым вычислительным устр С целью повииения точности и уменьщеиия влияния изменения питающего напряжения на длит выходных импульсов в преобра угла поворота вала в длитель пульсов, содержащий источник менного напряжения, Фазовращ блок 3 преобразования сдвига длительность импульсов, введ 4, блок 5 преобразования частоты в ток, интегрирующий элемент 6, источник 7 тока, операционный усилитель 8. Фазовращатель 2 формирует два прямоугольных сигнала, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол, пропорциональный углу р, поворота вала фазовращателя. Блок 3 формирует временной интервал, длительность которого пропорциональна произведению угла е поворота вала на длительность периода Т переменного напряжения источника 1. Блок 5 формирует постоянный ток, величина которого пропорциональК иа частоте - источника 1, Этот токтв течение длительности выходного им- пульса ьСТ блока 3 интегрируется элементом 6. После окончания выходного импульса блока 3 производится интегрирование в обратном направлении эле ментом 6 тока источника 7. В результате на выходе операционного усилителя 8 формируется импульс, длительность которого зависит только от угла Ы. и не зависит от частоты напря женин источника 1, 1 з.п. Ф-лы, 3 ил3 1534755Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналогоВых источников инАОрмации с цифровым вычислительным устройством.Целью Изобретения является повыше ние точности преобразователя путем е уменьшения влияния изменения частоты питающего напряжения иа длительность ВыходнЫх импульсов.На Ьиг.приведена структурнаяСхема преобразователя; на Ьиг. 2 -структурная схема блока преобразования сдвига фазы в длительность импуль.15сов; на Фиг. 3 - временная диаграмма,Поясняющая работу устройства,Преобразователь угла поворота валаВ длительность импульсов содержитИсточник 1 переменного напряжения,фазовращатель 2, блок 3 преобразования сдвига Фазы в длительность импульсов, ключ 4, блок 5 преобразовация частоты в ток, интегрирующий элемент выполненный на конденсаторе 6,источник 7 тока, операционный усиди"Тель 8, общую шину 9.Блок 3 преобразования сдвига Фазыв длительность импульсов фиг.2) соДержит Ьормирователи 10 и 11 импульсов, триггер 12, ключи 13-18.Преобразователь работает следующим образом.. Источник 1 предназначен для питания Ьазовращателя 2, На выходах Фазо вращателя 2 Формируются два прямо-.угольных сигнала (Ьиг.З,а,б), сдвигПо фазе которых относительно друг дру.га пропдрционален углу юЕ поворота ваЛа Фазовращателя 2, На выходе бпока 3 40формируется. последовательность импульсов (Фиг, З,в), длительность , =юТ. которых пропорциональна углуо, Втечение длительности ь, импульса науправляющем входе ключа 4 он раэмыка Кется, и ток Х= - с выхода блока 5Ьиг.З,г), пропорциональный частоте Кнаправления источника 1, протекаетчерез конденсатор 6 на инвертирующий 50вход операционного усилителя 8, приэтом на его выходе устанавливаетсятакая. величина отрицательного напрякения, при которой на его инвертирую"щем входе напряжение равно нулю (вир туальный ноль).По мере протекания тока через конденсатор б происходит его заряд, Вели,чина напряжения 11 с между обкладкамиконденсатора 6 (Лиг.З,д) оказываетсяпрямо пропорциональна длительностиимпульса с выхода блока 3 и величинеКтока 1 = - с выхода блока 5:П ыТ е ( Я,С 5При этом на верхней обкладке конденсатора 6 появляется положительноенапряжение.По заднему Фронту импульса с выхо-.да блока 3 происходит замыкание ключа 4 и верхняя обкладка конденсатора б оказывается подсоединенной кобщей шне 9, а на нижней обкладкеконденсатора 6 Ьормируется отрицательный потенциал относительно, общейшины. Этот отрицательный потенциалприкладывается к инвертирующему входу операционного усилителя 8, которыйвходит в режим насыщения, и на еговыходе Ьормируется положительньпЪ потенциал (Лиг.З,е), при этом на выходе источника 7 тока возникает токразряда конденсатора 6, который протекает через замкнутый ключ 4, Времяразряда конденсатора б прямо пропорционально току 17 источника 7,Таким образом, при отсутствии инструментальных погрЕшностей времяЬормирования импульса положительнойполярности на выходе операционногоусилителя 8 фиг.З,е) и выходе преоб-разователя прямо пропорционально углу,Ы поворота вала независимо от часто 1ты Ю= - источника 1,Блок преобразования сдвига Фазы в длительность Импульсов (Ьиг.2) работает следующим образом,Пусть на входной шине Ьормирователя 10 напряжение прямоугольной Формы опережает по Ьазе напряжение прямоугольной Ьормы на входной вине Ьормирователя 11 и размыкает ключи 13 и 14, По переднему фронту входного импульса Формирователь 10 Формирует короткий импульс, который через ключ 16 устанавливает триггер 12 в единичное состояние и на одном выходе блока 3 формируется знак угла поворота в виде единичного сигнала.) Ключ 17 размыкается. Входное напряжение формирователя 10 поступает через замкнутые ключи 15 и 18 на другой выход, блока 3..515347В момент формирования переднегофронта входного напряжения формирователя 11 происходит размыкание ключей15 и 16 и формируется задний фронтвыходного импульса блока 3. Длитель 5ности выходного импульса блока 3 равна времени между передними фронтамивходных импульсов блока 3,.В следующий момент прихода перед Онего фронта входного импульса формирователя 10 его выходной импульс под"тверждает предыдущее состояние триггера 12, а выходной импульс блока 3формируется аналогично рассмотренному.В тех случаях, когда входное напряжение Формирователя 11 опережаетвходное напряжение формирователя 1 О,импульсы с формирователя 1 через 2 Оключ 13 устанавливают триггер 12 внулевое состояние. Ключ 18 размыкается и .импульсы формируются на выходеблока 3 ключами 14 и 17, работающимианалогично рассмотренным. . 25Точность работы преобразователяповышается также за счет того, что вблоке 3 в формировании выходных импульсов не участвует триггер 12, обладающий нерегламентированными време- .30нами задержки. Триггер 12 работаеттолько в моменты переключения фазового сдвига между входными импульсамиблока 3 через нулевое положение,35Формула изобретения 1. Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник переменного напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателяпервый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока преобразования сдвига фазы в длительность импульсов, один выход которого явля- ется первым выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразо 55 6вателя, в него введены ключ, блок преобразования частоты в ток, интегрирующий элемент, источник тока и операционный усилитель, выход которого является вторым выходом преоб" разователя и через источник тока соединен с собственным инвертирующим входом, первый выход фазовращателя через блок преобразования частоты в ток соединен с одним выводом ключа, который через интегрирующий элемент соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого и другой вывод ключа соединены с общей шиной, а другой вы, ход блока преобразования сдвига фазы в длительность импульсов соединен с управляющим входом ключа.2, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок преобразования сдвига фазы в длительность импульсов содержит два формирователя импульсов, шесть ключей и триггер, вход первого формирователя импульсов является первым входом блока и соединен с управляющими входами первого и второго ключей и информационным входом третьего ключа, вход второго формирователя импульсов является вторым входом блока и соединен с управляющими входами третьего и четвертого ключей и информационным входом второго ключа, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с информационными входами соответственно четвертого и первого ключей, выходы которых соединены с входами триггера, прямой и инверсный выходы триггера. соединены соответственно с управляющими входами пятого и шестого ключей, прямой выход триггера является одйим выходом блока, выходы второго и третьего ключей соединены с информационными входами соответственно пятого и шестого ключей, выход пятого ключа является другим выходом блока и соединен с выходом шестого ключа.534755 ь А. Смиридык ста орректор С. Черни едактор А. шандор т Подпис 65 Зака м при ГКНТ СС осударственного комитета по изобретениям и отк 113035, Москва, И, Раувская наб., д зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1