Преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАНИИЗОБРЕТЕН ИЯ с .1,х Я 1 ЛЫА% Е Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлена 17,05,1)235846 1/18-24 51) М. Кл, 6-08 С 9/О исоединением заявкиосударстеенный коцит Совета Миниотроа ССС по делам изобретений и открытий(45) Дата опублико ия описания у, (у Б, М, Белоцерковский, Ю, М, Демченк В, А, Рымша, Ю, М, Сикорский 2) Авторы изобретения ГаиворонскиСтахив 71) Заявитель) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может найти применение при построении преобразователей аналоговых величин в числовые эквиваленты с промежуточным преобразованием время (фазовый сдвиг) - код,Известны также преобразователи, у которых имеется дополнительный делитель частоты, выходные сигналы которого сдвигаются относительно сигналов опорного делителя в специально предназначенном режиме работы на время равное начальному сдвигу фазы выходных сигналов фильтра, а выходная информация определяется опросом дополнительного делителя частоты 1Наиболее близким техническим решением к данному преобразователю является преобразователь, содержащий кварцевый генератор, один из выходов которого подключен к входу фазируемого делителя частоты и через последовательно соединенные опорные делитель частоты и фильтр непосредственно к первому входу ключа и через датчик угла ко второму входу ключа, выход формирователя меандра соединен с одним из входов синхронизатора, другой вход кварцевого генератора соединен с другим входом синхронизатора, выход которого соединен с одними входами двух элементов И, коммутатор режимов одним из выходов подключен к другому входу первого элемента И и входу ключа, а другим выходом подключен к другому входу второго элемента И, выход которого подключен к одному из входов регистра, кодовые выходы фазируемого делителя частоты подключены ко входам регистра 12.Однако оно обладает весьма существеннымнедостатком заключающимся в том, что сбой работы делителя частоты может привести к значительным искажениям выходной информации. то Целью изобретения является повышение помехозащищенности и надежности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что впреобразователь угла поворота в код введены фазовращатель, элемент ИЛИ и группы элементов И, дополнительные синхронизатор, регистр и элементы И, вход фазовращателя соединен с выходом ключа, а выход - с входомформирователя меандра, входы дополнительного синхронизатора соединены со входом синхронизатора и выходом опорного делителя частоты, и с первыми входами дополнительных первого и второго элементов И, второй вход первого дополнительного элемента И соединен с другим входом коммутатора, первыми входами группы элементов И и с установочными входами стар ших разрядов фазируемого делителя частоты,выход первоо дополнительного элемента И соединен с одним из входов элемента ИЛИ, другой вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, а выход соединен с управляющим входом фазируемого делителя, второй вход второго дополнительного элемента И соединен с одним из выходов коммутатора, а выход -- с управляющим входом дополнительного регистра, установочные входы которого соединены с кодовыми выходами младших разрядов фазируемого делителя, а выходы дополнительного регистра через группу элементов И соединены с установочными входами младших разрядов фазируемого делителя.Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.Преобразователь содержит кварцевый генератор 1, Формирующий две последовательности Ти Тр импульсов, сдвинутых друг относительно друга на полпериода. Выходные сигналы генератора 1 последовательности Т поступают на опорный делитель частоты 2 из выходных сигналов которого фильтром 3 формируется синусоидальный сигнал для запитки датчика угла 4. Выходные сигналы фильтра 3 и датчика 4 подключены ко входам ключа 5, выходной сигнал которого через фазовращатель 6 поступает на формирователь меандра 7. С помощью синхоонизатора 8 вырабатываются стоп-импульсы, совпадаюшие по времени с импульсами последовательности Т . Сигналы синхронизатора 8 через первый элемент 9 И поступают на вход элемента 10 ИЛИ, выходные сигналы котороо поступают на управляющий вход фазируемого делителя 11 частоты и устанавливают его в нулевос состояние или устанавливают в делителе 11 соответствующий коду дополнительного регистра 12 через группу дополнительных элементов И 13. На счетный вход делителя 11 пдаетсячастота Т; генератора 1. Выходным сигналом ьторого элемента 14 И производится запись кода делителя 1 соответствующего моменту прихода стон-импульса в статический регистр 15. Код в регистре 15 является цифровым выражением угла поворота. Дополнительный синхронизатор 16 выдает импульсы синфазно с Тв момент нулевого состояния делителя 2. Один из выходов синхронизатора 16 через первый дополнительный элемент 17 И соединен со вторым входом элемента 10 ИЛИ: Второй выход синхронизатора 16 через второй дополнительный элемент 18 И поступают на управляюший вход дополнительного регистра 12 и перезаписывает в него состояние младших разрядов делителя 11. Управление работой устройства осуьцествляется с помоШью коммутатора режимов 19.Работа преобразователя осуцествляется следующим образом. Преобразователь имеет два режима работы -- УСТАНОВКА НУЛЯ и ИЗМЕРЕНИЕ) Переключение режима работы может осуществляться вручную или автоматически с помошью коммутатора 19,управляюшего работой электронного.клкгча 5 и элементов И 9, 13. 14, 17, 18. Режиму нУСТАНОВКА НУЛЯ) отвечают уровни напряжения, соответствуюшие логической 1 на одном выходе и ло и вескому О на другом выходе коммутатора 19. Режиму ИЗМЕРЕНИЯ отвечает логический О на одном выходе и, соответственно, логическая 1 на другом выходе коммутатора 19.Установка делителяв,нулевое состояние в режиме УСТАНОВКА НУЛЯ во время действия импульса на входе управления записью кода в счетчик 11 обеспечивается тем, что на информационные входы записи кода в этот счетчик подается нулевой потенциал с другого выхода коммутатора 19. На тех информационных входах записи кода в этот счетчик, которые непосредственно не подключены к другому выходу коммутатора 19, а соединены с выходами соответствующих элементов совпадения 13, также фиксируется потенциал соответствующий логическому О. Это достигается благодаря тому, что на шину, объединяюцую первые входы групп элементов И 13 в режиме УСТАНОВКА НУЛЯ подается нулевой потенциал с другого выхода коммутатора 19.Короткие импульсы на выходе синхронизатора,16 следуют во времени непосредственно за отрицательными фронтами импульсов на выходе триггера самого старшего разряда опорного делителя 2 синхронно с одним из импульсов последовательности импульсов Т кварцевого генератора 1. В режиме УСТАНОВКА НУЛЯ во время действия этого импульса на выходе элемента совпадения 18 вырабатывается импульс синфазного управления перезаписью кода в дополнительный регистр 12 из делителя импульсов 11. Записываемый в этот регистр код соответствует сдвигу фаз выходных импульсов делителя импульсов 11 относительно выходных импульсов опорного делителя 3.В режиме ИЗМЕРЕНИЕ во время действия импульсов на выходе синхронизатора 16, на выходе элемента совпадения 17 вырабатываются импульсы, которые через элемент ИЛИ 10 поступают на вход синфазного управления записью в делитель импульсов 11. На обьединенные первые входы элементов совпадения 13 в режиме ИЗМЕРЕНИЕ подается положительный разрешающий потенциал с другого выхода коммутатора 19, благодаря чему значения логических О и 1 на выходах элементов И 13 соответствуют коду, хранимому в дополнительном регистре 12. В режиме ИЗМЕРЕНИЕ на информационные входы записи кода в делитель импульсов 11 в момент действия импульса синфазного управления записью кода в делитель 11 подаются потенциалы, соответствующие коду, хранимому в дополнительном регистре 12 и переписанному в этот регистр из делителя 11 в режиме УСТАНОВКА НУЛЯ в синфазные моменты времени, задаваемыми одними и теми же импульсами на выходе синхронизатора 16 в обоих режимах работы. Благодаря этой синфазности во время действия импульса установки делителя 11 в момент времени код на информационных входах записи кода в делитель 1 совпадает с кодом, разворачиваемым в этот момент времени в делителе .11, и .состояние триггеров делителя 11 пе изменяется..(Я фДЗый СЛВКОЛ. Фор,)(ь) и:тб)р(т.и ь ) Если в рзультате воздействия 5(мгц сцой помехи произошло ложное и рсключени. триггеровв, то импульс с выхола ч(нронцзатора 16 илается на вол сцнфазног управления записью ко(,аделитель 11 ц прцсолит запись кода, храни чого в лополнительнм регистре 12, т. е. восстанавливаются первоначальные. имевшие место л воздействия помехи фазовцс соотношения мсжлу импульсами на выодах делителя 11 и опорного лелителя 2.В наиудше случае, когда сбой триггеров делителя 11 произойлет в интервале времени между выходным импульсом синхронизатора 16 и импульсом заш)си информации в регистр 15, восстановление фазовых соотношений сцетчика будет произведено после олного ложного отсчета. Диапазон возможны флюктаций суммарного фазового сдвига в тракта собственного преобразователя в оольшинстве случаев лежит в пределах елиниц гралусов электрических. что лает возможность ограничить емкость л. цолцительного статического регистра меньшим количеством разрядов по сравнению с шлной емкостью делителя, определяемой тем количеством разрядов, которое необходимо для формц. рованиязначного кода в пределах 0 - 36)с заданной дискретностью.Фазовра(цатель 6 введен для вьцц)рд;ачального сдвига фаз собственно цробразоватсля так, чтобы возможные флюктуации сдвига фазы от лестабилизируюших факторов не совпадали сграницей смены кода старших разрядов лелителя. Это уменьшает количество разрядов лополнительного регистра.Таким образом, помехоустойчивость предлагаемого преобразователя фазового слвцга в иразрялнцй кол опрелеляется в основноч. )(омеоустойчцвость р-разрялного статического регистра на ха-триггерах при Р (и, работающие в режиме хранения информации в течение длительного времеци. намного превышаюшего вречя стробцрования регистра по волу .правления записью информации, что снижа " "ероятцосгь ложного переключения КЬ-триггров пол воздействием помехи со стороны входов.Помеоустойчивость известного преоордзователя существенно ниже, так как определяется номеуст(йци вость функц .:,)ьно более сложного лелите )я част ты им , В с групповым переносом, выполненного нд ." -триггерах.При сравнительной О ц цкпомеозд :, .нности К 8-триггеров и 1-т ц ров обрашде- цд себя внимание тот факт, ц Все 9 водо 2 выхода каждоо цз 11 х-три еров счетчика числа импульсов задействованы разветвленных взаимных связях, в то время как каждый К 8-триггер статического регистра свя;ан 2 своими входами -олько с источником волцой информации госрелством сем сов аления, Отпи. раемцх на очень короткое в емя леи-твия цчпульса управления записью цнфор (ац.Таким обрдзоч, Всдние ". предлагаемом преобразователе л;).) Лнитель( опс аци(; Прсобрдзовдтс,)ь;глд цоврота вдлд в к:(,солернкацп(й квар(гсвцц генерагр, нп Нз - ОЛОВ КОТОРОГО ЦОДКЛНЧСН К ВОД ф 33 ЦРХС(ОГ делителя цдстть и через цслеловдтльц с- елиненные опорнь(й делитель частоть ц фильтр непосрелствцц к перчх м.) ключа ц ч 1 с.датчикГлд к тор) лх (сг(нГЧ, ь). форм ц)ОВдтел я чилад сслНец сццч ц Олосцнюццздт);), л угй Вцл квдрц- ОГО ГСЦСГТОРс ССГЦЦСЦ С Л)5 ГЦХ .Ц)М СЦЦ хронизатора, выол ктор го солици с одними входами дву элементов И, коммутатор режи (лнцНз ВьЛОВ полк,ючсн к л 1 )ф Вх тр 0) э )еНг) 1Вдх к (н цд,лр Нм Вцд(м полк, (кч(ц к лр ГО(х . второго э. че") д 11, выол кГ;Ог )юл),(юцец кдцочу цз хелрс.истр,Ов(е цолц ( дзцрчго ле )теля чистоты ил клюцсцц ко ). ( ГЦСТ 1 а, ОГ,71(Ч)ОЕЕСЧ ТЧ, Ч 10, С 25 цельн цц(ения )Омеоза)Нищености ц належцостц райоть црсобрдзовагля, цег Ввелець фазоврдц; ль, элсмснт И,111 ц грх ццд элементов 1. л(к)лнцтельцце сцнрццздт р.регистр и элементы 11, В(д фд (ОВ): Н)Ятс, (5Олицеи с ):Олцч к,ючд, а выол с ; 30Орч про)гсл 5( сандра, Оды дополни гх)ьн)-и цпонцз) Ора ( Ослиццс Оло (Нц).ни)то 1 рд и Вь: ; рцого делителя цдсгтц Ц С Ц( РВЫ МЦ Ода),)ЛЦЦТСГ(ЬЦЫ ЦСРВОГ ) Ц второг элементов 11, второй выл цсрог л - полнцтельцог элсмсцтд , с)лццсц лргц входом коммута;., перцчц выдачи группэлементов И и с устдцо чцчц х:а)ц ст;)рши разрядов фазцрусмого л,ц)т(я частт.(, выл первого лополнительцог элсчсцтд 11 с 1 е),ццец с олнцч цз водов элемента 1 1 46 гй вод элемента 1 ЛИ сое п(цец с Вц лочпервог элемейта И, а выыл соелццен с у рд- ляюшим водомзцруемого делителя, вт : Ой Вол второго дои,ни сльного элементас- елицен с олццч .вцолв .Очмутдторд, а ВьОт -- с х ц 1 длян(цим В 0)О лОНОЛ)(цтсгц.ного регистра, устацов(чны влцтро соелинены с колвымвылами х)гдц) х разрядов фазируемого лец)тс;я, д ыолц дополнительного реп(стра (ерсз " цц элечсц)В И соединены с установочными, хода(ц(л):)- 50 ц(их разрядов фазируемого лег(ц.с,)я. Источники информации, принятые во внцчанг(с црц экспертизе: у . Авто(рское вцлетельство СССР х,е 4024 ч,кл. С) 08 С 909, 1973.2. Авторское с Нд"тельство СССР хэ 409268,кл.С 08 С 9,04, .";.596993 Редактор Р. КиселеваЗаказ 1149/49 ров Г ССР ЫНРР ПИ ная,Государственпо делам113035, Москва илиал ППП Пат Составитель И. НазаркинаГекред О. Луговая Корректор А. Гриценко Тираж 763 Подпис гое ого комитета Сонета Мини изобретений и открыл ийЖ.35. Рау виска я нво., д.нт, г. Ужгород, ул. Прое