Преобразователь угла поворота вала в код

(51)5 Н 0 РЕТЕНИ ОПИСАН льстВ блок АО9134274362839/224.01.8830.01,90.В Д Аксых напр рекции. в реж к ил Изобретение относит омятике ет быть я ельнои технике и м но для связи анало нАормации с циАров и вычислИСПОЛЬЗО ТОЧНИКОВ ОВЪХ ИСй вычистельной машинобре точПел ения - повышевания путем умрекции ухода ьшени евого з нос погрешно положениНа че и еж м на ала в код ОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, можетбыть использовано для связи аналоговых источников инАормации с ЦВМ. Целью изобретения является повышениеточности преобразования путем уменьшения погрешности ухода нулевого положения, Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе угла поворота вала в код, содержащем генератор импульсов, блоки автоподстройки частоты, реверсивный счетчик, блок питания, Аязоврящатель,редстявлена структурразователя угла повор элементы ИЛИ, 1 миродяния вь ходного кода., блок управления, переклочятели, второй реверсивный счетчик, элементы И, фазовый детектор, сумматор, блок преобразования напряжения в частоту, блок преобразования кода в напряжение, причем блоки явтаподстройки частоты содержат реверсивнье счетчики, Аазовые детекторы, блоки преобразования напряжения в частоту, блок преобразования напряжения ь частоту выполнен в виде совокупности блоков интегратора, компяраторов, источника опорных напряжений, элемента ИЖ 1, одновибратора, а второй вход блока преобразования напряжения в частоту соеЮ динен с перВым ВыхОДОК блока управления, Подобное выполнение блока преобразования напряжения в частоту позволило осуществить компенсация смеще- щд ния нуля с точностьв до К-й частиР единицы младшего разряда кода угла,что обеспечивается уменьшением вК раз опорн яжений при переходе Преобразователь угля поворота вал в код содержит генератор 1 импульса блок 2 явтоподстройки опорной частоты, блок 3 явтоподстройки частоты ин Аормационного сигнала, реверсивный счетчик 4, блок 5 литания, Аязовраща тель 6, элементы ИЛИ 7 и 8, блок 9 Аормирования выходного кода, блок 1 О управления, перекличатели 11 и 12, . второй реверсивный счетчик 13, эле-, менты И 14, 15, Аазовый детектор 16, сумматор 17, блок 18 преобразованиянапряжения в частоту и блок 19 преоб.разования кода в напряжение.Блок 2 антоподстройки опорной частоты образуют ренерсинный счетчик20, Ааэовый детектор 21 и блок 22преобразования напряжения в частоту.Блок 3 автоподстройки частоты инФормационного сигнала состоит из реверсивного счетчика 23, Аазового детектора 24 и блока 25 преобразованиянапряжения.в частоту.Блок 18 преобразования напряженияв частоту содержит интегратор 26,компараторы 27 и 28, источник,29опорных напряжений, элемент ИЛИ 30 иодповибратор 31,Преобразователь работает следующимобразом,Импульсы с выхода генератора 1 импульсов через блок 5 питания поступают на вход Аазовращателя 6. Фазовыйсдвиг между выходными напряжениями Ги П Аазовращателя 6 пропорционаленИНфуглу о( поворота его входного вала.Блоки 2 и 3 антоподстройки частотыотслеживают Фазы опорного Пи сдвинутого по Аазе 11 я сигналов Аазовращателя 6 путем добавления или вычитания импульсов блоков 22 и 25 к импульсам генератора 1, Аормирования иэсуммарной последонательности сигналовобратной связи и сравнения Фаэ этихсигналов с Аазами сигналов П д и 11 цфАазовращателя 6, В установившемсясостоянии импульсы на выходах блоков22 и 25 отсутствуют.Б рабочем режиме блок 10 управления коммутирует переключатели 11 и 12так, что на входы Аазового детектора16 поступают сдвинутое по Ааэе напряжение П ф Аазовращателя и импульсыс выхода реверсивного счетчика 4,элементы И 14 и 15 открыты, а входысчетчика 13 закрыты. Выходное напряжение детектора 16 складывается нсумматоре 17 с напряжением блока 19и поступает на вход блока 18 преобразования напряжения в частоту. Выходное напряжение сумматора 17 интегрируется интегратором 26 до тех пор,пока выходное напряжение интегратора26 не достигнет уровня +11 или -Птопорных напряжений, поступающих с источника 29.1 ри достижении уровней +11 или-Б срабатывает один иэ компараторов27 или 28, который через элементИЛИ 30 запускает одновибратор 31,возвращающий интегратор 26 в исходноесостояние. Импульсы компаратора 27или 28 через элементы И 14, 15 иИЛИ 7 и 8 поступают на вход вычитания(или суммирования) счетчика 4, добавляются (или вычитаются) к последовательности импульсов генератора 1 исмещают Фазу импульсов на выходе счетчика 4 в сторону уменьшения напряжения на входе блока 18. В установившемся состоянии импульсы на выходе блока18 отсутствуют, а разность кодов счетчиков 4 и 20 соответствует угловомуположению с входного нала Ааэовращателя 6. В момент переполнения счетчика 20 его выходной импульс переписывает код реверсивного счетчика 4 нблок 9.Установившееся состояние обеспечивается ограничением коэффициента усиления интегратора 26 на уровне, меньшем 2 11 /1. (где 11, - изменение напряжения детектора 1 б при измененииокода на единицу младшего разряда),При выполнении интегратора 26 наоперационном усилителе с таким коэффициентом усиления напряжение на еговыходе при некотором коде счетчика 4устанавливается между значениями +Пои -11 не срабатывает ни один иэкомпараторов 27 и 28, выработка импульсов прекращается и достигаетсяустановившееся состояние,В. режиме коррекции под действиемсигналов блока 10 управления переключатели 11 и 12 коммутируются такимобразом, что на входы Фазового детектора 16 поступают импульсы с выхода40 реверсивного счетчика 20 в опорноенапряжение Б, от Ааэовращателя б,элементы И 14 и 15 закрыты, входысуммирования и вычитания реверсивногосчетчика 13 открыты, а опорные напря 45 жения блока 29 устанавливаются равными +11 и -Б, причем 11 = 11/К;К 7111 ри таком включении ка входы Фазовых детекторов 2 и 16 поступают однии те же сигналы. Поскольку блок 2 находится в согласованном положении, к- пульсы на выходе блока 24 отсутствуют.Если параметры последовательно включенных Фазового детектора 21 и блокаг 522 идентичны параметрам Аазового детектора 16 и блока 18 (эа исключением11 ), импульсы на выходе блока 18 также отсутствуют. При неиндентичностихарактеристик упомянутых пар блоков5 15 на выходе блока 18 вырабатываются им - пульсы, изменяющие код счетчика 3 и соответственно напряжение ня выходе блока 19 поступающее на второй вход сумматора 17, Изменения кода и напряжения происходят до тех пор, пока напряжение на выходе блока 9 не скомпенсирует напряжение смещения ну - ля, После окончания коррекции восстанавливается первоначальная коммутация ддереключателей 11 и 12, полученное . напряжение компенсации ня выходе блока 19 сохраняется до следующего импульса коррекции.При изменении углового положения вала изменяется Лаза выходного напряжения 1;Блок 3 отслеживает это изменение и ня вьгхсде блока 25 нырабатываддтся импульсьд отработки, которые поступают на управляющие входы реверсивного счетчика 4 через элементы ИЛИ 7 и 8. Под действием этих импульсов изменяется Ааза сигнала на выходе реверсивного счетчика 4, которая сравнивается с Аазой напряжения 1 в Аязовом детекторе б, Лри наличии ошибки слежения блок 18 вырабатывает импульсы, которые через элементы 14, 15 и 7, 8 поступают на входы реверсивного счетчика 4,При изменении углового положения вала йазовращятеля в режиме коррекции на входы счетчика 4 поступают импульсы с блока 25, т.е, код на выходе преобразователя и в режиме коррекции отслеживает изменение положениявала.Коррекция ухода нулевого положения осуществляется с большой точностью. Коррекция смещения нуля в известном преобразователе ограничивается зоной нечувствительности, ширина которой не менее +0,5 го; значение единицы младшего разряда г 1, (величина дискрета) определяется соотношением частот Р и Г сигналов Аазонращателя б и генератора 1 (г = 2Р/й ) и не может быть произвольно уменьшено. 1 ирина зоны нечувствительности сохраняет свое значение и н режиме коррекции,ООО 3 Ф о 1) дч у л о б Р е 1 е н и ч 20 Преобрязонятедь уг",я пснорста вял-,н код по ант. сн, " 913427, о т личяющйс я тем что., с це" лью повышения точности преобр;.зов- ния, перзый выход блока управления 25 подключен к второму входу блока пре образования напряжения и частоту, ко торый выполнен содержащим интегратор, первый и второй компратсры, э: смент ИЛИ, однонибратор и ддсточндгк опсрнсгс напряжения, первый гход интеграо ра является первым входом блока пре" образования напряжения н частоту, а выход интегратора подключен к первым входам первого и второго комг;яраторон, второй вход пернсдо ксмпяряторя соединен с первым выходом источника опорного напряжения, второй выход которого подключен к второму входу второго комгяряторя, выходы первого и второго компяраторсн подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу однонибраторя, выход которого подключед в .к второму входу интегратора, вход нс " точника опорного напряжения является вторым входом блока преобразования напряжения в частоту. выходы первого и второго коипяраторон являются пер" вым и вторым выходами блока преобра-.зования напряжения в частоту соотнет" стьенно. т.е. в конту;.е асред у,-ир ан.я:разовандом блосямдд 17, 18,3, 19,где дискрет г определяется блоком19 преобразования кода н напряжение.5В данном пресбр эонателе шириназонь нечувствительности н режиме коррекции уменьшается н К раз зя счетуправления нечичинсй спорных напряжений источника 29, причем величина Кможет быть достаточно большой, учиты".ная разрядность сснременных дддФрсяналогоных преобразователей (т.е. г (сг 1),Б результате компенсация смещения ну 5 ля производится с точностью, в К рязбольдцей,1540003 чолинская акто ГКНТ СС су оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 ЗакаВНИИПИ тавитель М, Сидороваред Л.Сердокона Корректор М.Кучерявая Тираж 653 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям пр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5