Преобразователь угла поворота вала в код

(1 И Ш) 51) 5 Н 03 М 1/06 ТЕЛЬСРВУ 24-24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИ(56) Петропавловский В.П. и др, фазо вые цифровые преобразователи угла. М.: .Машиностроение., 1984, с.24.Домрачев В.Г. и др. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений, Справочное пособие, М.: Энергоатомиздат, 1987, с,76, рис.5,2,54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТААЛА В КОД(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и може быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровыми.вычислительными устройствами.Цель - повышение точности - достигается тем, что в преобразователь, содержащий генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 питания, фазовращатель 4, преобразователь 7 фаза - временной интервал и интегрирующий АЦП 11, введены функциональныйпреобразователь 5 кода в код, источник 6 опорного напряжения, умножающий ЦАП 8, ключ 9, аналоговый сумматор 10, Введенные злементы и связимежду ними позволяют выделить постоянное напряжение на выходе ЦАП 8,пропорциональное погрешности временного интервала, которое суммируясьс эталонным напряжением источника 6,корректирует выходной код АЦП 11.Поскольку интегрирование осуществляется за один период питающего напряжения, то синусоидальные составляющиенапряжения на выходе ЦАП 8 исключаются, так как их среднее значениеравно нулю. 2 ил.1571758 между одинаковыми переходами через ноль выходного и опорного напряжений.Из-за неидеальности выходного сигнала фазовращателя имеет место равен- ство И-ед) 2иа зп + ДЦ 10где Т - период напряжения запитки фазовращателя,Д - погрешность определения фазыиз"за искажения Формы выход ного сигнала Фазовращателя.В момент С Функциональный преобразователь кода в код 5, управляемыйпо тактовым импульсам от генератора1, начинает фбрмировать коды М с шагом ДС, причем 21(,И. = соя1 и где х - номер такта;и - число тактов, равное периодуформируемого кода.Преобразователь кода в код можетбыть выполнен на основе постоянногоЗ 0 запоминающего устройства путем про 2 Ршивки кода соя в д,п Для каждого момента времени(35 ((1 выходной код преобразователя 5 имеет значение 2(7И = соя - еп 1и Д 40 0 ьых П 1) 45где В- амплитудное значение К-тойгармоники сигнала П,;и - фазовый сдвиг К-той гармо 1 (ники,Угол поворота р ротора Фазовращателя относительно статора опреде 50ляется как р - Фазовый сдвиг между1первой гармоникой выходного сигналаФазовращателя и опорным напряжением,снимаемым с делителя частоты.Преобразователь 7 Фаза - интервалвремени Формирует импульс прямоугольной Формы, длительность которого равна 1 - разности интервалов времени3 ядп(Кю + ,). Изобретение относится к автоматие и вычислительной технике и может ыть использовано для связи аналогоых источников информации с цифровыМи вычислительными устройствами.Целью изобретения является повыШение точности, преобразования угла цоворота вала в код.На фиг,1 приведена схема устройтва, на фиг.2 - временная диаграма, поясняющая принцип работы преобазователя.Преобразователь содержит генерагор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 питания; фазовращатель 4, функциональный преобразователь 5 коа в код, источник 6 опорного напрякения, преобразователь 7 фаза - временной интервал, умножа.щий ЦАП 8, ключ 9, аналоговый сумматор 10, интегрирующий аналого-цифровой преобра,зователь 11.Преобразователь работает следуюЩим образом.Импульсы генератора поступают на делитель частоты, в котором формируется код для выработки квадратурных напряжений в блоке питания (БП), Напряжения БП подключены к Фазовращателю, Фаза выходного напряжения которого относительно напряжения старшего разряда делителя частоты содержит информацию об угле поворота, которая преобразуется в длительность выходного угла поворота, которая преобра,зуется в длительность выходного импульса, поступающего на управляющии вход ключа.Выходной сигнал П с фазовращателя имеет вид П =В , я 3.п(К оС+ Ч 1 ), К=1 Выходное напряжение умножающегоЦАП 8 "Вьп равно где П - напряжение на аналоговомвходе умножающего ЦАП;В - входной код умножающегоЦАП, поступающего с блока 5,2 У е-с П =(соя еп -- )В х еых иПри достаточно большой величине ипервый член произведения в скобкахможно заменить его огибающей, равной5 1571/58 сьв(М 1+д 4, тогда выходное напряже ние ЦАП имеет видЦВых Гсов( с( +ау)Я -, В Далее сигнал с выхода ЦАП 8 через аналоговый сумматор 10 поступает на вход интегрирующего АЦП 11, время интегрирования преобразуемого сигнала которого равно Т - периоду напряжения запитки Фазовращателя. На второй вход сумматора поступает импульс амплитудой Ц, длительность. которого равна 1 -1 , причем код интегр(рующего АЦП Относительно момента времени фазовый сдвиг сформированного сигнала сов ы 1 равен нулю, фазовый сдвиг первой гармоники выходного сигнала фазовращателяравен д(р, . Учитывая это, получим М =К Т - зпдц+КБ . -С ),2 о 3Остальные составляющие интеграла Е 413 и И образуют сумму синусои- . дальных сигналов, период которых кратен Т. Поэтому их среднее значение за время Т=4-С 4 равно нулю.С учетом (1) последнее выражение можно записать к т (31+и) тИ = --- -зхпд"4.КБ 1 2о 2(1 При малых значениях д(4 допустимоЩ=впд(и выполнение равенства В, = Цв= - получим 1( 5 1 О 15 20 Запуск АЦП производится в момент времени С передним Фронтом выходного импульса преобразователя фаза -синтервал времени.Как следует из выражения (2), результат пресбразования определяется только Фазовым сдвигом между опорным напряжением и первой гармоникой выходного сигнала фазовращателя, Влия-. ние высших гармоник на резуль 1 ат преобразования исключается.В предлагаемом устройстве преобразование угла поворота вала в код может производится в течение одного периода напряжения запитки фазовращателя, Это обеспечивается тем, что определение поправки происходит одновременно с преобразованием в код интервала времени между переходом через нулевое значение выходного сигнала фазовращателя и аналоговым переходом опорного напряжения,Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, первый выход которого соединен с входом делителя частоты, выход старшего разряда которого соединен с первым входом преобразователяфаза - временной интервал, а выходыразрядов делителя соединены с входами блока питания, выходы которого соединены с входами фазовращателя,выход которого соединен с вторым входом преобразователя фаза - временнойинтервал, ичтегрирующий аналого-циф-,ровой преобразователь,. выходы которого являются выходами преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в преобразователь введены аналоговыйсумматор, ключ, умножающий цифроаналоговый преобразователь, функциональный преобразователь кода в код, источник опорного напряжения, выходкоторого соединен с аналоговым входом ключа, выход которого соединенс первым входом аналогового сумматора, выход которого соединен с информационным входом интегрирующего ана" лого-циФрового преобразователя, первый выход преобразователя фаза - временной интервал соединен с управляющим входом ключа, второй выход - с управляющим входом интегрирующего аналого-цифрового преобразователя,орректор С.Шевкодписное Горват Редак ж бб Заказ.1521ВНИИПИ Госуд обретениям и открытия Раушская наб., д. 45 и ГКНТ ССС венного комитета11303 5, Москва Б издательский комбинат "Патент". г,ужгород, ул. Гагарина,101 оизводств а третий выход преобразователя фазавременной интервал соединен с входом запуска функционального преобразователя кода в код, выходы которогосоединены с цифровыми входами умно"жающего циФроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом аналогового сумматоравыход фазовращателя соединен с аналоговым входом умножающего цифроана-логового преобразователя, второй выход генератора импульсов соединен стактовым входом функционального преобразователя кода в код.