Функциональный преобразователь угла поворота вала в код

(51)5 Н 03 М 1/ О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ схема м/Мир СР 78 984. ОО Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯпРи Гннт сссР(56) Справочник по нелинейным(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬУГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можебыть использовано для преобразования.80 1589394 угла поворота вала в код его функции.С целью повьппения быстродействия преобразователя, который содержит датчик1, источник 2 опорного напряжения,первый токоограничивающий элемент 8,дифференциальный усилитель 1 О, введены два аналоговых перемножителя 5,6,аналоговый инвертор 7, второй 9 токоограничивающий элемент, сумматор 12,источник 11 постоянного напряженияи АЦП 13. Дифференциальный усилитель10 включен в совокупности с аналоговыми перемножителями 3,4 по схеме делителя типа "инвертированный умножи-.тель", что позволяет поддерживать наего выходе аналоговый сигнал, функционально связанный с углом поворотадатчика 1, 2 ил.Изобретение относится. к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования угла поворота вала в код его функции для дальнейшей обработки в вычислительной машине.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя.На Фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг, 2 - структурная схема блока определения квадрата амплитуды.Функциональный преобразователь угла поворота вала в код содержит си нусно-косинусный датчик 1, источник 2 опорного напряжения, аналоговые пе" ремножители 3 и 4, блоки 5 и 6 определения квадрата амплитуды, аналоговый инвертор 7, токоограничивающие 20 элементы 8 и 9, например, резисторы, дифференциальный усилитель 10, источник 11 постоянного напряжения, сумматор 12 и аналого-цифровой преобразователь 13, шину 14 нулевого потенциа ла.Каждый из блоков 5 и 6 содержит фазосдвигающий элемент 15, перемножители 16 и 17 и сумматор 18.Функциональный преобразователь ра 30 ботает следующим образом.На вход датчика 1 поступает опорный гармонический сигнал с амплитудой Ч и частотой ц, вырабатываемый источником 2. На первом и втором выходах датчика 1 формируются совпадающие по фазе гармонические сигналы той же частоты с амплитудами, пропорциональными, соответственно, синусу и косинусу преобразуемого угла Д поворота40ротора датчика 1, изменяющегося в пр еделах от 0 до Й/2.Сигнал Б = Ч "вхп О х хвхп ЫС, где й - текущее время, с первого выхода датчика 1 поступает на первый вход перемножителя 3, а сигнал 15 02Ч сов 8 зп ь 3 Т с второго выхода датчика 1 поступает на первый вход перемножителя 4.На выходе усилителя 10 и на аналоговом выходе преобразователя Формиру" ется аналоговый сигнал с уровнем, со 50 ответствующим некоторой безразмерной величине р, изменяющейся в пределах от О до 1, Этот сигнал поступает на вход АЦП 13, на второй вход перемножителя 3 и на второй (инверсный) вход сумматора 12, на первый (прямой) вход которого поступает от источника 11 по- стоянное напряжение с уровнем, соот ветствующим 1, На выходе сумматора 12 формируется аналоговый сигнал с уровнем, соответствующим некоторой безразмерной величине 1 - у, изменяющейся в пределах от 1 до О при изменении величиныв пределах от 0 до 1. Сигнал с выхода сумматора 12 поступает на второй вход перемножителя 4.На выходах перемножителей 3 и 4 Формируются сйгналы УЗ и У 4 соответственно, пропорциональные произведениям сигналов на их входах: У = (р Ч зхп 8 впи Е;гБ 4 = (1 Ч сов 6 зхпсО: Сигналы Н э и 0 яоступают на входы блоков 5 и 6, соответственно, На выходах блоков 5 и 6 формируются аналоговые сигналы, уровни которых пропорциональны квадратам амплитуд сигналов О з и П , соответственно. Это осуществляется следующим образом,С входа блока 5 сигнал Бз поступает на входы элемента 15 и перемножителя 16, На выходе элемента 15 формируется сигнал 01, сдвинутый по фазе.лна И/2 относительно, сигнала Б3 Б = у Ч заев созю. Сигнал Б 1 поступает на вход перемножитепя 16, На выходе перемножителей 15 и 16 формируются сигналы У и 01 соответственно, пропорциональные1 К квадратам сигналов на их входах 5 3 1 Ч з 1 пзп ыу2г 2й01 =11, = 9 Ч зхп 6 созс.,Сигналы Би Бсуммируются в сумматоре 18, и на его выходе формируется аналоговый сигнал У Б = У 1+ У = г Ч з 3.п В, (1) Этот сигнал через резистор 8 поступает на инвертнрующий вход усилителя 10.Аналогично на выходе блока 6 формируется аналоговый сигнал У У =(1- Ч совВ. й(2) Этот сигнал через аналоговый инвертор 7 и резистор 9 поступает на инвертирукиций вход усилителя 10,(3) 5 15893Цель обратной связи усилителя 10 разомкнута. 11 оэтому при одинаковых проводимостях резисторов И.и 9 суммарный сигнал на инвертирующем входе усилителя 10 в установившемся режиме равен нулю. Учитывая, что сигнал О поступает йа вход усилителя 10 через инвертор 7, можно записать Б - 0 =О.С учетом уравнений (1) и (2) полу- чают ц Ч здп 6- (1-у) 7 сов 6= 0 Таким образом, на выходе усилителя 10, а следовательно и на аналогоУ20вом выходе функционального преобразователя в установившемся режиме формируется аналоговый сигнал ), Функционально связанный с углом 6 уфавненйем (3) .25Этот сигнал преобразуется преобразователем 13 в соответствующий цифровой код. который поступает на цифровой выход функционального преобразователя.Таким образом, в предлагаемом функциональном преобразователе, как и впрототипе, формируется цифровой кодбезразмерной величины у, которая .связана с преобразуемым углом 9уравнением (3), однако в предлагаемом преобразователе, в отличие отпрототипа, величинаФормируетсяне только в циФровом, но и в аналоговом виде,В предлагаемом Функциональном преобразователе, в отличие от прототипа,в контуре слежения за углом 8 отсутствуют инерционные элементы, осуществляющие двойное преобразование аналогкод и код-аналог. 94 6 Формула изобретения Функциональный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник опорного напряжения, выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому выводу первого токоограничивающего элемента, а неинвертирующий - к шине нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены два аналоговых перемножителя, два блока определения квадрата амплитуДы, аналоговый инвертор, второй токоограничивающий элемент, сумматор, источник постоянного напряжения и аналого-цифровой преобразователь, выходы синуснокосинусного датчика соединены с первыми входами соответственно первого и второго аналоговых перемножителей, выход первого.из которых через первый блок определения квадрата амплитуды соединен с вторым выводом первого токоограничивающего элемента, а выход второго - через последовательно соединенные блок определения квадрата ам" плитуды и аналоговый инвертор соединен с первым выводом второго токоограничивающего элемента, второй вывод которого соединен с первым выводом первого токоограничивающего элемента, выход дифференциального усилителя является первым выходом преобразователя и соединен с вторым входом первого аналогового перемножителя, одним входом сумматора и входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого является вторым выходом преобразователя, выход источника постоянного напряжения соединен с другим входом сумматора, выход которого соединен с вторым вхо" дом второго аналогового перемножителя.1589394 иМ фи. Р Составитель М. Сидороведактор Л. Пчопинская Техред Л,Сердокова ектор Л, 1 илипенко каз 254 Тираж бб 8 Подписно рственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5ГКНТ СЧС ВНИИПИ с Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1